新型空腹式刚构桥与普通刚构桥的对比分析

【摘要】：连续刚构桥整体性能好、承载能力强、外观刚劲简洁且经济合理，因此长期以来广为桥梁工程师所青睐，但由于主梁段自重大，墩梁固结的结构形式导致其受预应力、混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的内力及位移较大，因此其跨越能力一直无法得到进一步提升。2010年中交第二公路勘察设计研究院在连续刚构桥的基础上，采取新的方法，将墩梁结合处设计成空腹，成功的设计了290m跨北盘江空腹连续刚构桥。但作为一种新桥型，其各方面还有待研究。因此，本文针对空腹连续刚构桥这种桥梁结构，通过多种分析方法，对其性能做出综合评价。本文所做的具体工作如下: 首先以中交第二公路勘察设计研究院设计的170m空腹式伦洲大桥为工程背景，并按现行桥规设计等跨实腹连续刚构桥，在有限元软件中对两桥不同阶段进行预拱度分析，对比两桥自振特性，动静力作用下关键截面的受力特性以及主要材料用量，得出结论：空腹桥自重小，在施工和正常营运阶段重力作用下，其主梁段挠度小于均实腹桥；在长期荷载下，空腹桥的徐变变形稍大；移动荷载和地震作用下，空腹桥零号块和桥墩顶部和底部内力均大幅度减小；空腹桥纵向抗推刚度强于实腹桥，但空腹桥横向刚度相对较差；空腹式桥预应力钢束和相关配件用量稍多，但混凝土总用量大幅度减小，若对其预应力钢束进行合理配置，空腹桥经济性更高。 然后，本文根据JTG D62-2004对北盘江空腹连续刚构桥进行了PSC截面验算以及根据JTG/T B02-2008对全桥进行抗震性能验算。得出此桥的截面和抗震设计是合理的，说明了空腹连续刚构桥这种新的桥梁形式具有做到更大跨度的能力。