波形钢腹板PC组合箱梁桥的受力性能分析

发布时间：2020-07-16 00:00

【摘要】：目前,随着我国社会与经济的快速发展,桥梁的转型与升级不断向前推进,波形钢腹板PC组合箱梁充分利用了混凝土与钢材的材料特性,以其经济美观、自重较轻、预应力效率高等优点,获得了较快的发展。这种桥梁结构形式在欧美与日本等发达国家得到了广泛的应用,以波形钢腹板代替混凝土腹板显著减少了工程数量,方便施工,因此,我们需要研究波形钢腹板PC组合箱梁的受力性能,为以后的类似工程提供相关的技术与经验支持。本文以邢台至衡水高速公路上的跨南水北调渠段的波形钢腹板桥梁为研究背景,主要做了以下研究工作:(1)总结了波形钢腹板PC组合箱梁桥的构造特征与受力特点,包括抗剪性能、抗弯性能、抗扭和畸变性能和连接键性能,比较分析了波形钢腹板PC组合梁桥优缺点,提出了本文的研究内容和技术路线。(2)以邢台至衡水高速公路上的跨南水北调渠段的波形钢腹板桥梁为研究背景,利用桥梁专业设计软件Midas/Civil建立有限元模型,给出了波形钢腹板箱梁进行强度验算时的分析方法,对其纵桥向、横桥向的力学性能进行了分析,对波形钢腹板桥梁正常使用极限状态与承载能力极限状态进行了设计计算。(3)分析了波形钢腹板箱型桥梁的腹板剪切屈曲特征,研究了国内外桥梁波形钢腹板剪切屈曲的计算方法,并对各计算方法进行了对比分析,最后以邢台至衡水高速公路跨南水北调渠段的波形钢腹板桥为实例对三种剪切屈曲进行了计算,分析了波形钢腹板PC组合箱梁桥的稳定性能。(4)介绍了PBL连接键特点,总结了波形钢腹板组合箱梁连接键的分类,分别研究了国内外桥梁工程应用中主要的四种连接键特点以及抗剪承载力计算方法,结合工程实例分析了波形钢腹板与混凝土板之间的水平剪力,对顶底板混凝土与波形钢腹板连接键的受力情况进行了分析计算。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441
【图文】：

用平钢板替换厚重的钢筋混凝土腹板是法国率先倡议的方法，而混凝土腹板内的预应力则换成体外预应力束。1975 年法国 CB 公司(Campenon Bernard)提出了在箱型梁桥中用波形钢腹板代替平面钢腹板的设想[1]。波形钢腹板组合箱梁是在保证桥梁结构承载能力的前提下而发展的一种梁体轻型化的新型结构形式，它适应时代与社会发展的潮流，具有较强的生命力。在 20 世纪 80 年代初，在大量理论分析和模型试验后，CB 公司设计并建造了世界上第一座波形钢腹板箱梁桥-Cognac 桥（图 1.1）。随后，出现了建造波形钢腹板箱梁桥的小高潮，修建了 Maupre 高架桥（图 1.2）等三座知名波形钢腹板箱梁桥，为以后在世界范围内的建造提供了一定的工程经验。由此挪威的 Tronko 桥和委内瑞拉的Caracas 桥相继建成。每种桥梁结构形式都有自己的适用范围，波形钢腹板箱梁桥也不例外，法国经过技术经济比较发现，波形钢腹板箱梁的优势只有在跨度大于 50m 时才会明显体现，跨径超过 100m 后，其经济性更为明显[2]。

用平钢板替换厚重的钢筋混凝土腹板是法国率先倡议的方法，而混凝土腹板内的预应力则换成体外预应力束。1975 年法国 CB 公司(Campenon Bernard)提出了在箱型梁桥中用波形钢腹板代替平面钢腹板的设想[1]。波形钢腹板组合箱梁是在保证桥梁结构承载能力的前提下而发展的一种梁体轻型化的新型结构形式，它适应时代与社会发展的潮流，具有较强的生命力。在 20 世纪 80 年代初，在大量理论分析和模型试验后，CB 公司设计并建造了世界上第一座波形钢腹板箱梁桥-Cognac 桥（图 1.1）。随后，出现了建造波形钢腹板箱梁桥的小高潮，修建了 Maupre 高架桥（图 1.2）等三座知名波形钢腹板箱梁桥，为以后在世界范围内的建造提供了一定的工程经验。由此挪威的 Tronko 桥和委内瑞拉的Caracas 桥相继建成。每种桥梁结构形式都有自己的适用范围，波形钢腹板箱梁桥也不例外，法国经过技术经济比较发现，波形钢腹板箱梁的优势只有在跨度大于 50m 时才会明显体现，跨径超过 100m 后，其经济性更为明显[2]。

本谷桥图

【参考文献】

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本文编号：2757198