超大跨徑UHPC連續(xù)梁橋優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、將超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete，UHPC)運(yùn)用于梁橋，充分利用其超高的材料強(qiáng)度、優(yōu)良的耐久性及超低的收縮徐變性能，設(shè)計(jì)新型的橋梁結(jié)構(gòu)形式，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕型化，解決常規(guī)混凝土梁橋自重過(guò)大、跨中長(zhǎng)期下?lián)习l(fā)展、箱梁易開(kāi)裂、跨徑難以突破300m的難題。該新型結(jié)構(gòu)突出特點(diǎn)是箱梁全面的薄壁化，同時(shí)提出密集橫隔板的設(shè)計(jì)思想，解決由薄壁化引起的畸變和剪力滯效應(yīng)過(guò)大問(wèn)題，還能改善箱梁橫向受力，變?nèi)蝾A(yù)應(yīng)力

2、為單向預(yù)應(yīng)力，方便施工。擬定主跨400m的連續(xù)梁橋?yàn)楣こ瘫尘?，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究該橋邊跨比、梁高、板厚及密集橫隔板等各參數(shù)的合理取值。本文開(kāi)展的主要研究及其結(jié)論如下:
　　(1)利用MIDAS軟件建立主跨400m連續(xù)薄壁箱梁橋空間梁?jiǎn)卧Ｐ?，?duì)箱梁橋的整體參數(shù)（邊跨比、梁高、板件厚度、預(yù)應(yīng)力筋）進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)各參數(shù)對(duì)橋梁整體性能影響的大小順序以及各參數(shù)自身的特點(diǎn)選擇合適的目標(biāo)函數(shù)和約束條件分別進(jìn)行優(yōu)化分析，后者的優(yōu)化分析以前面的分

3、析結(jié)果為基礎(chǔ)。經(jīng)一系列優(yōu)化分析可得:①最優(yōu)邊跨-主跨跨徑比為0.6，合理的取值范圍為0.55～0.65;②最優(yōu)中支點(diǎn)梁高與主跨跨徑比1/22.2，合理的取值范圍為1/20～1/25;③最優(yōu)跨中梁高與支點(diǎn)梁高比為1/1.8077，合理的取值范圍為1/1.8～1/2.3;④最優(yōu)中支點(diǎn)底板厚度與主跨跨徑比1/500，合理的取值范圍為1/300～1/500;⑤合理的頂板、跨中底板厚度和跨中腹板厚度取其構(gòu)造最小厚度20cm，合理支點(diǎn)腹板厚度可取3

4、5cm。
　　(2)通過(guò)對(duì)新型箱梁橋的初步徐變分析，建議在設(shè)計(jì)時(shí)UHPC梁橋的長(zhǎng)期撓度增長(zhǎng)系數(shù)取1.3，同時(shí)研究表明支點(diǎn)底板厚度對(duì)徐變下?lián)嫌休^大影響，建議在確定其厚度時(shí)考慮徐變下?lián)系囊蛩兀灰巳〉眠^(guò)小。
　　(3)利用有限元分析軟件ANSYS建立半橋?qū)嶓w模型，分兩步對(duì)密集橫隔板進(jìn)行優(yōu)化:密集橫隔板間距和橫隔板上、下弦板高度和側(cè)板寬度。全面分析橫隔板間距對(duì)箱梁畸變、剪力滯和橋面板局部受力方面的影響以得到較優(yōu)的間距范圍。橫隔板上