椒江大桥拓宽改造方案研究

论文摘要

椒江大桥作为贯通台州市主城区南北两岸的唯一交通要道,其桥面宽度已不能满足现有的交通量需求,且横断面布置形式不合理,椒江大桥的拓宽改造工程一直没能找到合适的解决方案。本论文通过对椒江大桥工程背景的分析,根据公路交通规划和城市总体规划对椒江大桥路段交通组织形式的不同要求,设计提出三类七种横断面拓宽改造形式。针对新建桥梁拓宽形式的桥型方案,提出了采用双层方钢管空间桁架作为主梁的桥梁结构体系的新桥型,对椒江大桥引桥多孔50米跨结构设计了连续梁桥,并进行了计算分析。方案设计时分析了桥型构造,建立三维矢量图模型分析节点构造尺寸,并将桁架划分为适用于工厂预制、现场拼装的标准节段,拟定施工工序。通过有限元空间杆系模型的静力、屈曲和模态特征值分析,研究了双层方钢管空间桁架连续梁桥结构的受力性能。本论文提出并深入研究肋板式钢—混凝土组合悬臂板横向加宽的新技术,提出采用斜腹桁架结构支撑悬臂翼板,同时也能提高箱梁的纵向刚度,还对约束扭转、畸变效应及抵抗剪力有一定的作用。该方案设计分析了旧桥结构的特点,拟定了加宽结构的构造,以及与旧桥的连接形式。建立全桥(连续箱梁)的平面杆系有限元模型,通过等效换算截面特性原理,分析椒江大桥加宽后主梁在最不利荷载组合下的变形、应力和内力情况,并根据规范规定的计算方法,验算加宽后主梁的承载能力极限状态和正常使用极限状态。采用空间板单元建立控制截段有限元模型,分析箱梁结构在加宽后的横向受力情况,以及加宽构造各构件的受力和变形情况。分析椒江大桥桩基础的特点,提出了基础加固补强的技术措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 工程背景和研究目的
• 1.2 国内外旧桥拓宽加固技术现状
• 1.2.1 旧桥拓宽方法
• 1.2.2 上部结构加强方法
• 1.2.3 下部结构加固方法
• 1.2.4 基础加固方法
• 1.3 本论文研究的主要内容
• 第2章 椒江大桥拓宽改造形式分析
• 2.1 概述
• 2.2 改造成八车道形式
• 2.2.1 两侧各新建14米宽桥梁（方案1a）
• 2.2.2 两侧各新建12米拼宽桥梁（方案1b）
• 2.3 改造成六车道形式
• 2.3.1 新建一座19米宽桥梁（方案2a）
• 2.3.2 新建一座14米宽桥梁（方案2b）
• 2.3.3 两侧各新建8.5米拼宽桥梁（方案2c）
• 2.4 改造成机非分离，双向四车道形式
• 2.4.1 新建一座8.5米宽的专用桥梁（方案3a）
• 2.4.2 两侧各悬臂加宽2米（方案3b）
• 2.5 小结
• 第3章 方钢管空间桁架梁式桥桥型方案研究
• 3.1 概述
• 3.2 主桥桥型方案分析
• 3.3 引桥桥型设计
• 3.3.1 结构总体布置
• 3.3.2 桁架杆件及节点连接构造
• 3.3.3 施工方法及工序
• 3.4 方钢管空间桁架连续梁结构有限元计算分析
• 3.4.1 有限单元法
• 3.4.2 结构模型及加载
• 3.4.3 静力分析
• 3.4.4 稳定分析
• 3.4.5 自由振动分析
• 3.5 方钢管空间桁架连续梁结构经济性分析
• 3.6 小结
• 第4章 整体式悬臂板拓宽方案及主桥加宽结构设计研究
• 4.1 概述
• 4.2 主桥加宽结构构造形式
• 4.2.1 横向加宽总体布置
• 4.2.2 纵向格构式锚梁构造
• 4.2.3 横向悬臂主肋构造
• 4.2.4 型钢纵肋和混凝土面板组合构造
• 4.2.5 原箱梁结构斜腹式桁架加强
• 4.2.6 基桩承载力加强措施
• 4.3 结构静力分析
• 4.3.1 箱梁结构纵向受力分析
• 4.3.2 箱梁及悬臂板横向受力分析
• 4.4 经济性比较
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读工程硕士学位期间表发论文情况
• 致谢