摘 要

论文主要研究了高墩大跨连续刚构桥在车辆荷载和温度荷载作用下的静力响应，查阅相关设计资料和规范获得数据和理论支撑，借助MIDAS有限元软件对结构进行计算，分析了高墩大跨连续刚构桥的受力特征。结合分析数据得来的结论，对于高墩大跨连续刚构桥的设计与计算提出了一些相应的建议。

研究结果对于了解高墩大跨连续刚构桥在车辆荷载和温度荷载作用下的响应，明确结构受力性能和安全性能具有重要的指导意义。

本文的特色在于将复杂的实际结构简化为理论模型，分析静力响应，得出结构受力特征，提出相关改进建议。

关键词：高墩大跨连续刚构桥；建模计算分析

Abstract

In this paper, the static response of high pier and long span continuous rigid frame bridge under the action of vehicle load and temperature load is studied. Supported by the data and theories which are from relevant design data and specifications, the paper calculates the structure and analyzes the stress characteristics of high pier and long span continuous rigid frame bridge with the aid of MIDAS finite element software. Combined with the data of the analysis, the design and calculation advise of high pier and long span continuous rigid frame bridge are put forward.

The research results have important significance for understanding the response of the high pier and long span continuous rigid frame bridge under the vehicle load and temperature load, determing the mechanical behaviors and safety performance of the structure.

The feature of this paper is to simplify the complex structure to the theoretical model, analyze the static response, draw the structural stress characteristics, and put forward some relevant suggestions for improvement.

Key Words：high pier and long span continuous rigid frame bridge; modeling and calculation analysis

目录

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2 国内外研究综述 4

1.3 研究内容及技术路线 6

1.3.1 研究内容 6

1.3.2 技术路线 7

第2章 计算建模理论分析 9

2.1 数值模拟介绍 9

2.2 有限元法介绍以及步骤 10

第3章 建模资料 19

3.1设计资料 19

3.2相关规范规定 19

第4章 MIDAS建模计算 20

4.1节点和单元的建立 20

4.2截面与材料输入 20

4.3边界条件的建立 22

4.4 荷载定义 22

第5章 结果分析 24

5.1选择荷载组合 24

5.2恒载作用分析 24

5.3桥梁对车辆荷载的响应 25

5.4桥梁对温度荷载的响应 26

5.5 桥梁对综合荷载组合的响应 27

第6章 结论 29

6.1 总结 29

6.2 不足 29

参考文献 31

致谢 32

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

新中国成立以来尤其是改革开放以来，中国桥梁建设以跨度大为目标得到迅猛发展，陆陆续续的建设了许多具有世界先进水平的大跨度连续刚构桥，它具有简明的外表极强的适应能力、工程简便、投入的经费较少、收益甚高，经济指标和技术层面相对比较低，工程施工方面相比较容易，除此之外它凭借整体结构独特，在众多的桥梁形式中，连续刚构桥由于行车条件好而得到广大桥梁建造者的热爱。不仅如此因为有些桥梁在跨越区域的时候被当时地形限制，通常情况下，设计者一般采用高桥墩的设计理念，并且少数桥梁的桥墩高度可到达百米甚至更高，设计时考虑到桥墩的正桥向的抗推刚度，一般情况下，总是要考虑到 桥梁的截面 积相对较小然而桥墩的整体高度相对 较大，所以一般我们在进行桥梁研究讨论时桥梁的整体构造非线性一定不能漏掉，并且具体操作和应用进行中它的稳定性分析以及整体构造的动力响应尤其关键。

连续刚构桥（如图1.1）是墩梁固结的连续梁桥。分主 跨为连续 梁的多跨刚 构桥和多 跨连续刚构 桥，有两个以上主 墩，采用墩 梁固结体系，具有T形刚 构桥和连续 梁桥的优 点。连续刚构桥主跨的跨径的定义分跨大江河流和跨越峡谷。跨越大江河流的连续刚构桥的主跨跨径是按照大江河流的优点、通行道路水平还有达到应有的水文计算之后才能确定的。通常情况下来算，江河通航的等级是II～III 级，桥梁的主跨跨径是120～150m 之间；大的江河大的河流通航等级要求更高，主跨跨径理论上要认定在200m 以上。

图1.1 变截面连续刚构桥

同类桥（比如T形刚构桥、连续梁桥）和连续钢构桥相比较：多跨连续刚 构桥保持了上 部构造连 续梁的属性，让使用者在行车过程当中更加的悠闲舒服，桥梁的整体跨越水平更大，设计开展工程时难度相对开展起来时较小，在桥梁后期保养修护的时候更加方便，而且与其他桥梁相比成本造价更加低廉。连续刚构桥同时拥有了钢架桥以及连续梁桥两种桥的类型的特征和优点，它在桥梁体系当中属于结合体系的桥梁。通常情况下，规定把桥梁跨越体系的构造就是主梁以及桥墩台的整体互相连接的桥梁被叫做刚构桥。因为桥墩和桥梁部分应用了刚性结合，并且有竖向荷载施加下，这样会在主梁的位置生成负弯矩，桥跨中的正弯矩也会跟随着逐渐变小，之后跨中截面的尺码也将跟随着变小；支柱在承受竖向荷载的同时也会承受弯矩和水平推力，是一种有推力结构形式。

多跨连续刚构桥就是在主跨跨中加上铰，两边的跨径距离是连续的体系，一般情况下，就可以采取把周边跨连续梁的重度使T构建造成不相同长度的悬臂，用来增大主跨的跨径。而且典型的连续刚构体系基本是对称安放的，还有建造时采取了平衡悬臂的建造方式。高墩大跨连续刚够桥是一种大跨径预应力刚构桥。在受力方面有着与一般刚构桥相近的特性，但伴随着跨径逐步的增大和墩高逐步的增高，在受力方面也有着自己独特的特征。桥墩和桥梁结合坚固，上半部分构造、下半部分构造一起承担这荷载；应用柔软度高的桥墩，允许墩柱有较大的位移，形成摆动支撑体系；经常超静定结构混凝土的缩小、徐变、温度变换等影响时生成的其它应力应该给整体构造带来相对比较大的后果。