装配式组合连续梁桥的钢箱梁设计原理研究

发布时间：2020-05-27 17:14

【摘要】：本文依托导师主持的交通运输部建设科技项目“特大跨钢桁-砼组合连续刚构桥建设基础理论研究”(2013 319 814 040),针对课题组后续提出的整体装配式钢-砼组合连续梁桥构想,对钢箱梁的构造原理、力学性能及设计方法开展了深入研究,主要研究工作如下:(1)基于课题组已有研究成果,研究完善了整体装配式钢-砼组合连续梁桥建造方案:在工厂内拼接钢箱梁和全宽大节段预制混凝土桥面板—按设计要求对桥道板施加预应力—吊装预制混凝土桥面板在钢箱梁上就位—通过灌注结合腔混凝土实施桥道板与钢箱梁间的联结--整体顶推组合连续梁在墩台上就位;并对三种组合梁建造方案的技术经济性进行了比较分析。(2)针对整体装配式组合连续梁桥,阐述了桥道板与钢梁的剪力联结构造细节;根据钢箱梁的工作特性,探索了钢箱梁各构件的设计方法及联结方式;基于面积匹配思想与满应力法结合,建立了钢箱梁截面参数的优化设计模型,运用MATLAB对组合桥钢箱梁进行了优化,提出对应于不同跨径钢箱梁截面设计参数的初步优化取值。(3)针对示例工程,建立整体装配式组合连续梁桥的杆系及板壳有限元模型,模拟整体装配式组合连续梁桥顶推施工的全过程,对钢箱梁的受力特性及最不利工况下控制截面的应力及变形进行了仿真分析;探讨了橡胶垫块尺寸参数对钢箱梁顶推在支撑区域内的局部受力影响;基于仿真分析,对常规预制装配-现浇接整组合连续梁桥与课题组提出的整体装配式组合连续梁桥在施工阶段钢箱梁的受力性能进行分析比较。
【图文】：

第一章 绪论 钢-混凝土组合梁桥概述钢 混凝土组合结构的雏形开启于 20 世纪初[1]。出于建筑物防火的需求，在周围环绕一层混凝土形成最初的钢 混凝土组合结构（称为钢骨混凝土梁）。混凝土组合结构（图 1-1）是指由钢材与混凝土两种材料通过粘结、机械咬合接件相互接合，能够共同承担作用力的结构。大量实践表明，组合结构可以综结构与混凝土结构在受力性能、施工性能、耐久性、经济性等方面的优点，在效益上具有强大的竞争力；除此之外，组合结构使用的钢结构及混凝土构件均工厂化预制，施工现场对环境污染小，钢材可以回收利用，很大程度上保护了的资源和环境，无论是从受力角度还是经济角度，组合结构都是符合可持续发念的结构类型。

图 1-2 衡阳湘江大桥 图 1-3 卫河大桥在20世纪五六十年代，组合梁在我国的交通系统开始使用，我国当时建成的武汉长江大桥、衡阳湘江大桥（图1-2）、川黔线乌江桥、东兰红水河桥的桥面结构已开始采用组合梁的构造方式，铁道部还编制了钢筋混凝土板与钢梁联合梁的通用图（跨度达到44m），但当时在设计中并未充分考虑组合作用，而仅仅是将其作为强度储备[6]。与国外的研究相比较，我国对于钢-混凝土组合梁的研究要晚的多。上世纪80 年代以前，我国受制于钢材产量不足，组合结构桥梁的研究和应用相对落后。近30年来，我们开始了大量的研究，，验证了平截面假定[7]，并由相关单位制定了组合梁的相关规范；提出了组合梁在考虑混凝土徐变和收缩之后的长期变形值和混凝土板纵向抗剪的计算方法[8]，最终一套基于滑移效应实用的组合梁截面刚度和抗弯强度的简化计算公式建立了起来[9]。近年来
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U442.5

【参考文献】

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本文编号：2683866