大跨径预应力混凝土连续刚构桥设计优化.doc

目 录 第一章 绪 论………………………………………………………………………1 §1.1 预应力混凝土连续刚构桥发展概况………………………………1 §1.2 PC连续刚构桥设计参数优化的目的和意义…………………………6 §1.3 主要研究内容…………………………………………………………7 第二章 工程结构优化基础………………………………………………………8 §2.1 概述……………………………………………………………………8 §2.2 优化分析原理与方法…………………………………………………9 §2.3 本章小结………………………………………………………………13 第三章 PC连续刚构桥双薄壁墩设计参数优化…………………………………14 §3.1 数值分析………………………………………………………14 §3.2 参数优化分析…………………………………………………………26 §3.3 比较分析………………………………………………………………37 §3.4 本章小结………………………………………………………………38 第四章 箱梁优化分析……………………………………………………………39 §4.1 箱梁截面概述………………………………………………………39 §4.2 箱梁细部优化分析……………………………………………………42 §4.2 箱梁高度优化分析……………………………………………………43 §4.3 本章小结……………………………………………………………51 第五章 PC连续刚构经济分孔……………………………………………………52 §5.1 既有PC连续刚构桥孔跨比分析……………………………………52 §5.2 经济分孔分析…………………………………………………………54 §5.3 本章小结………………………………………………………………55 第六章 连续刚构桥预应力优化设计……………………………………56 §6.1 概 述…………………………………………………………56 §6.2 预应力优化设计………………………………………………………56 §6.3 算例分析………………………………………………………………62 §6.4 本章小结………………………………………………………………64 第七章 结论与讨论………………………………………………………………65 §7.1 主要结论……………………………………………………………65 §7.2 讨论……………………………………………………………………65 参考文献……………………………………………………………………………66 致 谢……………………………………………………………………………68 第一章 绪 论 §1.1 预应力混凝土连续刚构桥发展概况 一、概述 随着国民经济及现代化交通运输事业的快速发展，大跨度桥梁日益增多。大跨径预应力连续刚构桥正适应了桥梁建设的需要。 预应力混凝土连续刚构桥在体系上属于连续梁桥。连续梁桥是一种古老的结构体系，它具有变形小，结构刚度好，行车平顺舒适，伸缩缝少，养护简单，抗震能力强等优点。但由于施工方法限制，50年前的连续梁跨径均在百米以下，随着悬臂、悬拼等施工方法的出现，产生了T型刚构。上个世纪60年代，跨径在100～200m范围内，几乎都是大跨径预应力混凝土梁桥为优胜方案。早期有典型意义的桥梁便是联邦德国1953年建造的霍尔姆斯桥和1954年建造的科布伦茨（Koblenz）桥，然而这种结构由于中间带铰，并对混凝土徐变、收缩变形估计不足，又因温度等因素影响使结构在铰处形成明显的折线变形状态，对行车不利，因此对行车有利的连续梁式刚构桥型出现了。在上世纪60年代修建的联邦德国的本道夫桥已初步体现T型刚构与连续梁体系相结合的布置，而且T型刚构的粗大桥墩已被薄型柔性墩所代替，后续的一些著名桥例也采用了类似的结构形式。这样逐步形成了采用柔性薄墩（墩壁厚度一般为0.2～0.3支点梁高），墩梁固结形式的连梁刚构体系。 预应力混凝土连续刚构桥既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的特点，又有T型刚构桥不设支座、施工方便的优点，且有很大的顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度，它利用高墩的柔度来适应结构由预应力混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的位移，能满足特大跨径桥梁的跨越及受力要求，同时在一定条件下具有用料省、施工简便、养护费用低等优点。连续刚构体系另一个特点是抗震性能好，水平地震力可均摊到各个墩上来承担，而连续梁则需要