某高速铁预应力混凝土桥梁施工结构分析与线形控制开题报告

 2021-12-13 08:12

1. 研究目的与意义(文献综述)

高铁作为一种高效经济的交通方式已经普遍应用于生活之中。早在1964年,日本为迎接当时在东京的奥运会率先建设了高速客运专线——新干线。而后在欧洲各国竞相开发,连接成庞大的服务网络。现如今,高铁在我国蓬勃发展。截止2020年,我国高铁总长度将超过2万公里,用以连接所有的省会以及中大人口城市。而高铁的建设并非毫无阻碍,为了满足现有的自然条件或者已有的道路条件,往往需要在高铁线路中建设桥梁。桥梁又以跨径长短分为标准跨径桥梁和特殊跨径桥梁。以北京-上海铁路线为例,全程有95%的桥梁是标准跨径的。尽管特殊跨径的桥梁数在总体中仅仅占小部分,其在整个线路的完成,跨越现有的公路、河流和高速铁路等物理屏障方面起着关键作用。本次论文的选题就将以高速铁路中无砟轨道大跨径预应力混凝土连续梁桥为例,研究其结构特点,通过对预应力混凝土桥梁结构的有限元计算,保证结构的施工质量和施工安全。

目前我国大跨径桥梁分为以下五种,梁式桥,拱式桥,斜拉桥,悬索桥,刚构桥。八十年代以后,特别是九十年代以来,随着我国高速铁路交通事业的迅速发展,要求行车平顺舒服,连续桥梁得到了迅速发展,由于热胀冷缩效应桥梁会产生轴向变形从而对桥墩产生一定弯矩,当桥墩较高时可以适应这种变化,但当桥墩高度不够时,这种变化就会对桥墩产生损害,所以连续桥梁桥在桥墩较低时更具可取性。连续刚构桥的结构体系是主梁连续且墩与主梁固结,不仅保留了连续梁无伸缩缝行车平顺的优点,也保持t形刚构桥不设支座、无需体系转换的优点。连续刚构桥多采用水平抗推力较大的柔性墩,即使沿桥纵向的抗弯刚度和沿桥横向的抗扭刚度很大时也能满足大跨径连续桥梁对其跨越能力的要求。预应力混凝土连续刚构桥是具有很强的适应性和生命力的桥梁结构形式,它不仅成为了大跨度预应力混凝土桥梁的首选桥梁结构体系,而且也是连续刚构桥今后的发展趋势。

在施工方法方面,臂现浇施悬工方法在现代大跨径桥梁施工中法极为常见,其施工过程复杂,不仅要保证桥梁建设质量、施工进度,还要保证处于动态变化中的结构在成桥后满足线形、受力要求。为此,研究连续梁桥悬臂现浇施工技术极为必要且具有重要的现实意义。不仅如此, 采用分段悬臂浇筑法建桥,建桥区域的原有自然环境均不受影响, 无论是植被还是水域都保持着原有的风貌, 快捷优质的施工极大程度地节省了众多的人力、物力。

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容:高速铁路无砟轨道大跨径预应力混凝土连续梁桥成桥线形和内力,关系到桥梁结构的安全性、舒适性和耐久性,其与结构设计和施工过程密切相关。论文将针对高速铁路无砟轨道大跨径预应力混凝土桥梁的施工特点:①大跨、②挂篮悬臂分段施工、③预应力索张力、④混凝土收缩与徐变等,通过对预应力混凝土桥梁结构的有限元计算,特别是考虑到材料对时间和温度的效应,模拟施工过程,分析大跨径预应力混凝土连续刚构桥结构受力与变形,以及相应的桥梁线形控制,以保证结构的施工质量和施工安全。

目标:①通过现场实习,初步了解预应力混凝土桥梁结构设计与分段施工的流程;同时查阅不少于20篇的相关资料(其中外文文献不少于4篇),完成开题报告;

②通过结构有限元分析软件的应用实践,了解和掌握大跨径预应力混凝土桥梁结构有限元计算方法与技巧;

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3. 研究计划与安排

第1~3周:查阅有关资料,初步了解预应力混凝土桥梁结构设计与分段施工的流程;明确技术路线,完成开题报告。

第4~5周:完成外文文献翻译。

第6~10周:现场学习,将理论与实践相结合,明确和细化研究内容,解决疑难问题。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]范立础. 预应力混凝土连续梁桥[m]. 人民交通出版社,1988.

[2]马保林.高墩大跨连续刚构桥[m].北京:人民交通出版社,2001

[3]徐君兰.大跨度桥梁施工控制[m].北京:人民交通出版社,2000

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