下穿西户铁路某大跨度预应力框架桥路基变形控制研究

作     者：陈晓强 

作者单位：北方工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王建省;王广山

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：大跨度框架桥 预应力 数据监测 数值分析 路基变形 

摘      要：框架桥下穿方案能够提高城市中土地资源的利用效率,且施工工期较短,因而在穿越铁路线工程中被广泛应用。随着技术的发展与工程的需要,框架桥跨度越来越大,若单纯的使用钢筋混凝土来修建框架桥,桥体的截面尺寸通常较大,使得框架桥的自重过大,会增加顶进时的路基变形。本文将预应力技术应用于大跨度框架桥中,建立数值模型对预应力框架桥的结构特点和路基变形的控制措施进行了研究。对大跨度框架桥进行了预应力的设计,计算了预应力框架桥和原框架桥的内力和变形,结果表明:两种结构的最大变形均位于顶板跨中,预应力框架桥最大变形为9.2mm,比原框架桥减小24.5%,两种结构底板变形接近;原框架桥顶板跨中受拉区混凝土已达到屈服应力,预应力框架桥顶板受拉区混凝土处于正常工作状态。采用预应力设计后框架桥的自重减小,结构刚度和抗裂性能增强,文中预应力框架桥的结构设计是合理的。通过数据监测记录了框架桥顶进时路基和轨道的变形情况,对监测结果进行分析得出框架桥顶进对路基和轨道的影响规律。建立模型计算了框架桥顶进过程中的路基变形,将理论计算结果与监测数据进行对比,得出两组数据变化规律基本一致,误差集中在5%～10%范围内。结果表明数值模型能有效反映出框架桥顶进时的路基变形,为预应力框架桥的进一步研究提供了理论依据。建立数值模型对大跨度预应力框架桥的顶进过程进行分析,计算了预应力框架桥采用不同步距顶进时的路基变形,通过比较不同顶进步距下桥体在同一状态时的路基变形,可以得出路基变形随着顶进步距增大而增大,路基变形的变化速率随着顶进步距的增大而增大。综合考虑路基变形规律及工程效率,得出预应力框架桥的合理顶进步距为1.25m。