城市大型立交环岛桥结构分析及临时墩加固方案研究分析

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1、广州大学硕士学位论文城市大型立交环岛桥结构分析及临时墩加固方案研究分析专业：建筑与土木工程硕士生：童凯强指导教师：孙卓摘要随着我国城市交通事业的急速发展，城市立交桥的出现是城市道路交通发展的必然选择，而作为城市互通立交桥的常见组成部分—城市互通立交环岛桥，以其交通运输能力强、结构合理和外形美观等优势在国内外城市交通、隧道交通、高速公路交通等领域都得到了广泛的应用。然而环岛桥作为一种特殊的小半径曲线梁桥，在具有和普通曲线梁桥同样受力特性的同时，也由于其闭合的结构形式，较大的圆心角，整体环形结构影响不容忽视，导致在受力特性

2、上具有其特殊性，因此有必要在已有曲线梁桥分析理论基础上对环岛桥进行分析研究。本文以某大型环岛桥为工程研究背景，基于板壳模型，对该类典型大型环岛立交桥的结构受力特性及临时墩加固措施进行了研究分析。主要研究内容和结论如下：（1）分析总结了一般小半径简支曲线梁桥和三跨连续曲线梁桥结构受力性能及变形规律。计算表明，在恒载及汽车荷载作用下，简支曲线梁桥与三跨连续曲线梁桥受力及变形具有同样的规律。其扭矩在桥梁边缘最小，中心线处达到最大值，从边缘至中心线呈逐渐增大趋势。而其位移在曲线桥外侧边缘最大，内侧边缘最小，从曲线桥外侧边缘至内

3、侧边缘不断减小。（2）建立环岛曲线梁桥板壳模型，计算分析了在恒载和汽车荷载作用下，环岛桥上部结构的受力和位移特性及分布规律。分析表明，在分布规律上，环岛桥和普通小半径曲线梁桥类似，其扭矩在主梁边缘最小，中心线处达到最大值，从边缘至中心线呈逐渐增大趋势。而其位移在环岛桥外侧边缘最大，内侧边缘最小，从环岛桥外侧边缘至内侧边缘不断减小。在数值上，较之于普通曲线梁桥，环岛桥主梁的弯矩和扭矩都减小了15%，位移则减小了20%，可知环岛桥结构在受力和变形上具有一定的优越性。（3）基于有限元计算法，研究了曲率半径对环岛曲线梁桥结构受

4、力性能及变形的影响规律。通过计算在恒载和汽车荷载作用下，不同半径的环岛曲线梁桥内力和位移的I城市大型立交环岛桥结构分析及临时墩加固方案研究分析大小，可以得出：环岛曲线桥同普通小半径曲线梁桥类似，受半径影响较大，且当其半径在60m之内时，半径对其内力和变形的影响尤为显著。（4）基于环岛桥曲线梁模型，对环岛桥下部结构的受力和临时加固措施进行了分析。通过对环岛桥桥墩病害分析和临时墩加固段控制截面的强度和变形的验算可以得知，①环岛桥主梁的整体转动和偏移会使其桥墩倾斜并承受较大的扭矩作用，汽车离心力会通过支座使桥墩墩底产生弯矩。

5、②采用临时墩加固后，可通过对加固段的受力和变形验算是否满足规范要求，判断该临时加固措施的有效性，同时验证了临时墩在受损桥墩内侧布置的可行性和合理性。关键词：曲线桥受力分析；环岛立交桥；midas建模；桥梁临时加固措施II广州大学硕士学位论文AnalysisandevaluationofthestructuralanalysisandtemporaryreinforcementmeasuresofthelargeringislandoverpassinthecityMajor:ArchitectureandCivilEn

6、gineeringName:TongKaiqiangSupervisor:SunZhuoAbstractWiththerapiddevelopmentofurbantransportationinChina,Theemergenceofurbanoverpassisaninevitablechoiceforthedevelopmentofurbanroadtraffic.Asacommonpartofurbaninterchange,thecityinterconnectswiththeislandbridgeandi

7、tsadvantagesofstrongtransportationcapacity,reasonablestructure,beautifulappearance,ithasbeenwidelyusedinurbantransportation,tunneltransportation,expresswaytransportationandotherfieldsathomeandabroad.Howeveraroundtheislandasaspecialkindofsmallradiuscurvedgirderbr

8、idge,withthecurvedgirderbridgesandgeneralmechanicalcharacteristicsatthesametime,sameasfortheclosedcurvegirderbridge,hasalargercentralAngle,shouldnotbeignored.Theinflu