大跨度钢-混凝土组合结构桥梁全寿命性能研究

摘要

钢-混凝土组合结构桥梁充分发挥了钢材和混凝土材料各自的材料特性，由于自身的优势明显以及技术与经济效益突出，近年来应用越来越多。在现代桥梁工程中，继钢筋混凝土结构、预应力钢筋混凝土结构、钢结构及砖石混凝土结构，钢-混凝土组合结构已成为第五大类结构。随着钢-混凝土组合结构桥梁形式、种类的不断增多以及工程的抗震要求和级别不断提高，出现了大量有待研究解决的问题。
　　 本文结合实际工程——京密引水渠桥，一座三跨预应力钢箱-混凝土组合梁桥，跨径布置为49.9m+78m+49.9m，从设计、施工、使用三个阶段展开研究，主要研究内容如下：(1)运用有限元仿真分析方法，对桥梁施工方案进行了可行性研究和系统优化；(2)京密引水渠桥的施工线形监控；(3)京密引水渠桥的施工应力监控；(4)收缩徐变等时效性对桥梁长期线形变化的影响分析；(5)收缩徐变等时效性对预应力效应的影响分析；(6)温度梯度荷载作用下混凝土桥面板的应力状态研究。通过以上的研究分析，对钢-混凝土组合结构桥梁提出了有一定创新性的意见，并结合实际工程总结出了一套“大跨度钢-混凝土组合结构桥梁无支架吊装悬空拼接施工工法”，为以后同类桥梁的营建提供技术支持。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1钢-混凝土组合结构发展概况

1.2钢-混凝土组合结构桥梁在国内的应用

1.3钢-混凝土组合结构桥梁的特点

1.4本文的主要研究内容

1.5本文的创新点

第二章 钢-混凝土组合结构桥梁基本力学性能

2.1混凝土

2.2钢材

2.3钢-混凝土组合梁的弯曲应力计算

2.4本章小结

第三章 钢-混凝土组合结构桥梁力学性能分析方法

3.1工程概况

3.2桥梁力学性能分析仿真模型的建立

3.2.1钢箱梁悬吊拼接控制ANSYS仿真模型

3.2.2全桥力学性能分析MIDAS仿真模型

3.2.3温度应力分析有限元模型

3.3本章小结

第四章 钢-混凝土组合结构桥梁施工阶段性能研究

4.1桥梁施工监控系统

4.1.1施工监控目的

4.1.2施工监控原则

4.1.3施工监控方法

4.1.4施工监控主要内容

4.2钢箱梁悬吊拼接控制

4.2.1钢箱梁架设方案

4.2.2钢箱梁悬吊拼接精度与安全性分析

4.2.3钢梁架设拼装精度与安全控制措施

4.3桥梁施工线形监控

4.3.1桥梁施工线形预测

4.3.2桥梁线形监测

4.3.3桥梁线形控制结果

4.4桥梁施工应力监控

4.4.1桥梁施工过程应力状态预测

4.4.2应力监控方法

4.4.3桥梁应力监测

4.5本章小结

第五章 钢-混凝土组合结构桥梁使用阶段性能分析

5.1预应力混凝土结构的时效特性

5.1.1混凝土徐变

5.1.2预应力钢束松弛

5.2京密引水渠桥时效行为分析

5.2.1桥梁线形变化分析

5.2.2有效预应力分析

5.3温度应力分析

5.3.1温度荷载

5.3.2温度应力分析

5.4本章小结

第六章 大跨钢-混凝土组合结构桥梁无支架吊装悬空拼接施工工法

6.1工法特点

6.2适用范围

6.3工艺原理

6.4施工工艺

6.4.1施工准备

6.4.2预制钢箱梁段的出厂与运输

6.4.3定位

6.4.4吊装A段

6.4.5 A段重新定位调整

6.4.6吊装B段与A段拼接

6.4.7 AB段定位调整与拼接精度控制

6.4.8悬吊拼接C段(合拢)

6.4.9检验验收标准

6.5机械设备

6.6劳动力组织

6.7安全保障措施

6.8环境保护措施

6.8.1施工现场布置规范

6.8.2组织保证措施

6.8.3场地环境和水土保护措施

6.8.4水质和水利保护措施

6.8.5施工噪声和大气污染防治措施

6.9质量控制

6.10经济效益分析

6.10.1经济效益

6.10.2技术效益

6.11本章小结

第七章 结论与进一步研究工作方向

7.1本文的主要研究结论

7.2进一步研究方向

致谢

参考文献