桥梁混凝土横隔板替代之理论研究

发布时间：2017-11-23 12:26

  本文关键词：桥梁混凝土横隔板替代之理论研究

  更多相关文章： 混凝土桥梁 钢横隔板 设计 横隔板间距 受力分析 荷载试验

【摘要】：随着我国经济的不断发展,对于高速公路、隧道、桥梁等基础设施的建设也有了更高的要求。对于类似于山西省这样以重型运煤卡车为主要运输工具的多桥梁内陆省份,为了尽可能降低桥梁维修对居民生活的不良影响,桥梁的快速维修已经成为亟待解决的关键性问题。桥梁横隔板已经成为桥梁不可或缺的一部分,而随着时间的推移,混凝土横隔板容易发生损坏,而维修耗时较长且代价十分高昂。本文以近年来在国际上兴起的一种新横隔板维修替换技术——钢横隔板替换——作为研究对象,参照山西省常用的桥梁形式,做出相关研究,为桥梁横隔板的快速维修提出一种新的思路。对于横隔板的理论研究,大部分集中在横隔板在桥梁受力中所起的作用,对于跨中横隔板的设置道数即设置间距并无具体的研究。本文首先提出了横隔板设计的理论基础,其次使用MIDAS Civil建模分析,提出了合理横隔板间距。同时根据现行规范要求提出了完整的钢横隔板设计流程。通过3座T形桥梁、3座箱形桥梁的计算来论证设计计算流程的可行性,与尚未颁布《公路钢结构桥梁设计规范》草案进行对比。最后根据所设计的钢横隔板,提出对应的完整具体的静载、动载试验方案。主要研究成果如下:1.通过建模之后的受力分析,证明了由于横隔板的存在,各主梁间的整体受力被加强,主梁间的荷载分配也更加合理。对于35m箱形梁桥,选择3道跨中横隔板可以在支座反力、弯矩和挠度等方面达到最优情况。2.在横隔板研究的理论基础之上,推导钢横隔板的计算流程。钢横隔板的结构强度可以根据现有的混凝土横隔板的相关数据(包括弯曲,剪力,轴压力)确定,然后根据此强度计算出所需型钢截面面积,选取对应型钢。最后对所选取的型钢进行强度验证。同时需要考虑钢横隔板与混凝土主梁之间的连接设计,包括钢横隔板与连接钢之间和连接钢与主梁之间。通过设计实例证明钢横隔板是可行的,并针对规范草案进行检查验证。经过对比可以发现钢横隔板维修方案具有施工简单,造价较低,自重明显降低(因而可以提高桥梁活载承载能力),耗时较短且不需要中断交通等优势。3.选取30m(山西省常见跨径)混凝土箱梁为研究对象,提出具体的具有可推广性的试验方案,包括静载试验与动载试验。详细列出了荷载试验的流程,加载方式及设备,以及所要测量的数据。并针对现场试验与实验室室内试验两种不同的试验环境,进行了不同的试验设计,从而为验证钢横隔板的有效性提出了可行的试验方案。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.57

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本文编号：1218475