钢（梁）-砼（桥面板）组合梁桥力学性能研究分析

摘要

本文以兰州市七里河黄河大桥加固改造工程为背景，对钢（梁）-砼（桥面板）组合梁桥的力学性能进行了研究，为今后设计及运营后的养护提供参考。本文首先分析了钢（梁）-砼（桥面板）组合梁桥在滑移效应下钢与混凝土界面工作机理，综述了目前组合梁桥主要研究方法。并以刚接梁法计算荷载横向分布系数为基础，推导考虑滑移效应影响下钢（梁）-砼（桥面板）组合梁桥荷载横向分布系数修正公式，再通过兰州市七里河黄河大桥静载试验，用本文提出的理论计算方法与实测值计算结果进行对比，该修正公式计算的荷载横向分布系数与实测值接近，说明该计算方法适用于钢（梁）-砼（桥面板）组合梁桥的荷载横向分布计算。论文进一步分析了不同因素（混凝土桥面板厚、剪力键密度、钢梁刚度）对钢-砼组合梁桥的荷载横向分布系数的影响。
　　其次对钢（梁）-砼（桥面板）组合梁桥在不同因素影响下静力特性进行了研究，具体分析了考虑滑移效应下混凝土桥面板压应力和钢梁拉应力的变化趋势；最后对钢（梁）-砼（桥面板）组合梁桥的动力特性进行了研究，用能量变分原理推导出在考虑滑移效应下组合梁桥弯曲振动微分方程组，分析了考虑滑移效应下组合梁桥的自振频率。
　　通过研究分析得出：在进行钢（梁）-砼（桥面板）组合梁桥设计时，为了减小了横向偏载效应，可以增大混凝土桥面板厚度、剪力键密度以及钢梁刚度。在钢（梁）-砼（桥面板）组合梁桥应力因素分析中发现钢梁刚度变化对桥梁应力影响最大，在设计时合理的钢梁刚度可以有效地减少组合梁桥混凝土桥面板的压应力和钢梁的拉应力。在自振频率分析中发现钢（梁）-砼（桥面板）组合梁桥的混凝土桥面板厚增大、剪力键密度增大以及钢梁的刚度增大都使组合梁桥的自振频率增加，而钢梁刚度改变对组合梁桥的自振频率影响比改变混凝土桥面板和剪力键密度增加的幅度大，说明增加钢梁刚度能有效地增大组合梁桥的基频。

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1绪论

1.1钢-砼组合梁桥力学研究意义

1.2钢-砼组合梁桥国内外研究现状

1.3本文工程背景及研究内容

2钢-砼组合梁桥设计方法研究

2.1概述

2.2钢-砼组合梁桥相互作用机理分析

2.3不考虑界面滑移下钢-砼组合梁桥研究方法

2.4考虑界面滑移下钢-砼组合梁桥研究方法

2.5考虑界面滑移下钢-砼组合梁桥有限元研究方法

2.6本章小结

3钢-砼组合梁桥荷载横向分布系数计算原理及影响因素分析

3.1概述

3.2兰州市七里河黄河大桥加固改造工程概况

3.3钢-砼组合梁桥荷载横向分布系数计算

3.4理论计算值在实际工程应用

3.5钢-砼组合梁桥横向分布系数的影响因素分析

3.6本章小结

4钢-砼组合梁桥静力学性能分析

4.1概述

4.2.考虑滑移效应对钢-砼组合梁桥应力影响

4.3.不同因素对钢-砼组合梁桥应力影响

4.4本章小结

5钢-砼组合梁桥动力性能分析

5.1概述

5.2考虑滑移效应钢-砼组合梁桥的振动模型

5.3考虑滑移效应钢-砼组合梁桥的动力数值模拟分析

5.4不同因素对钢-砼组合梁桥的动力特性分析

5.5本章小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果