新型预制拼装钢-混组合板梁桥空间受力特性分析

摘要

随着我国桥梁建设的蓬勃发展，桥梁建设的施工环境与效率越来越受到各部门的高度重视。在城市桥梁建设中，采用传统现场浇筑施工方法，在桥址地面围路建桥，施工周期长，影响环境大，严重阻碍现场交通。长沙湘府路快改工程高架桥，采用预新型制拼装钢-混组合板梁桥结构，可以大量节省支模工序和模板，显著缩短施工周期，有效解决因桥梁施工造成的城市交通拥堵难题，在城市桥梁建设中具有广阔的应用前景。 新型预制拼装钢-混组合板梁桥为新型桥梁结构，相关计算与设计经验亟待丰富和发展。组合板梁桥，施工过程到成桥状态，结构经历了体系转换，每个施工过程结构受力状况不同，需要开展桥梁施工全过程受力分析，掌握新型钢-混组合板梁桥空间受力特性。同时，新型钢-混组合板梁桥，未设置跨中横隔梁，仅设置端横梁，荷载横向分布规律及计算方法尚不清楚，有必要开展荷载横向分布研究。本文研究为新型预制拼装钢-混组合板梁桥的设计与施工提供科学依据，对全面推广及应用该组合板梁桥，实现桥梁工厂化、标准化、预制化、装配化的快速建造理念，具有重要的参考价值。具体研究内容及成果如下： （1）采用Midas/Civil建立了桥梁空间有限元模型，模拟了桥梁施工全过程，获得了施工阶段桥梁结构内力分布。结果表明钢主梁应力满足规范要求，墩顶负弯矩区桥面板出现较大拉应力，桥面板会带裂缝工作。同时分析了预制桥面板不同加载龄期对桥梁结构受力影响，建议将底层桥面板预制完成后存放半年时间，再与钢主梁拼装架设，有效减小预制板收缩徐变对结构的影响。 （2）对运营阶段桥梁结构进行了受力分析，获得了最不利荷载组合作用下桥梁结构的受力特性。结果表明主梁抗弯承载能力、抗剪承载能力、截面应力及负弯矩区桥面板最大裂缝宽度均满足规范要求。计算表明桥梁结构设计合理。 （3）根据新型钢-混组合板梁桥结构特点，分别采用铰接板法、刚接梁法、美国规范AASHTO LRFD公式及整体模型有限元法，计算荷载横向分布系数，并进行对比分析，确定了该组合梁桥荷载横向分布系数计算方法。同时分析了桥面板厚度、横隔梁等桥梁结构参数对荷载横向分布的影响。研究成果可为新型预制拼装钢-混组合板梁桥设计施工提供理论依据与技术支撑。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3存在的问题

1.4本文主要研究内容

第2章 钢-混组合桥梁设计及计算理论

2.1钢-混组合桥梁受力特点

2.2钢-混组合桥梁计算基本原理

2.3混凝土桥面板收缩徐变对组合梁的影响

2.4钢-混组合梁温度效应分析

2.5本章小结

第3章 新型钢-混组合板梁桥空间受力分析

3.1工程概况

3.2 有限元分析模型

3.3施工阶段分析

3.4运营阶段分析

3.5本章小结

第4章 新型钢-混组合板梁桥荷载横向分布研究

4.1横向分布系数的概念

4.2常用荷载横向分布系数计算方法

4.3新型钢-混组合板梁桥荷载横向分布系数计算

4.4荷载横向分布参数影响分析

4.5本章小结

第5章 结论和展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献