波形钢腹板PC组合箱梁桥新型异步施工法受力性能研究

摘要

近年来，我国交通事业飞快发展，对桥梁新结构及其施工工艺和成桥受力性能的要求越来越高。基于此，一种新的钢-混组合结构—波形钢腹板组合箱梁应运而生。我国开展对波形钢腹板PC组合箱梁在受力性能的理论研究及施工建设基本处于起步阶段，在对该类桥梁的工程建设中缺乏理论指导，对于新工艺的创新更是缺乏实践经验;而对施工过程中波形钢腹板组合箱梁的受力、变形等进行相关研究，可为该类桥型今后的推广提供有益的借鉴。本文在已有研究成果的基础上，以工程实桥为背景，结合理论分析和实测控制，提出了一种新型异步浇筑施工法，并分析了其对应的受力性能，具体工作如下:
　　(1)概括了波形钢腹板组合箱梁力学性能及施工建造方面的发展现状，并对前人的研究成果进行了总结，为该类桥梁今后的设计提供参考和借鉴。
　　(2)以实桥为工程背景，对该桥所采用的新型异步浇筑施工方法的流程、经济性、挂篮的设计等进行详细介绍，采用大型有限元Ansys对该新型施工方法进行关键施工阶段的受力分析，并通过施工现场对挂篮进行荷载加载试验分析结构的受力。结果表明:混凝土顶、底板应力及钢腹板所受剪应力均符合规范要求。此外，对头道河大桥所使用的新方法的每个施工阶段进行详细分析，结果表明，波形钢腹板组合箱梁桥在采用新型异步浇筑施工法施工时，成桥线形良好，成桥应力也较为合理。
　　(3)通过在该桥关键截面所布置地高精度应力传感器，来量测出实际施工过程中关键阶段关键截面的应力变化值，并将实际测量值与有限元分析值进行对比，两者结果十分接近。此外，建立有限元模型，分析体外束的不同工顺对成桥线形及应力状态的影响，并对体外预应力进行敏感性分析，在不同比例的体内、体外预应力作用下的桥梁在成桥后，其成桥线形及应力状态具有一定的差异，随着k值变小，其挠曲程度越大，应力值也会略有增加。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 波形钢腹板PC组合箱梁的发展历程

1．2 波形钢腹板PC组合箱梁构造特征

1．2．1 波形钢腹板

1．2．2 连接构件

1．2．3 体外索及锚固构造

1．3 波形钢腹板组合箱梁研究现状

1．3．1 施工工艺发展现状

1．3．2 波形钢腹板组合箱梁国内外理论分析研究现状

1．4 本文主要工作

第二章 波形钢腹板PC组合箱梁力学性能分析

2．1 引言

2．2 抗弯性能分析

2．2．1 纵向变形分析

2．2．2 抗弯承载能力分析

2．3 稳定性分析

2．3．1 局部屈曲分析

2．3．2 整体屈曲分析

2．4．3 合成屈曲分析

2．4 抗剪及抗扭性能分析

2．4．1 剪切模量分析

2．4．2 约束扭转应力分析

2．5 本章小结

第三章 新型异步浇筑施工法研究

3．1 引言

3．2 实桥简介

3．2．1 工程背景概况

3．2．2 实桥应力测点布置

3．3 新型异步浇筑施工法

3．3．1 异步浇筑施工法基本流程

3．3．2 异步浇筑施工法挂篮设计

3．3．3 异步浇筑施工法挂篮受力分析

3．4 施工方法可行性研究

3．4．1 异步浇筑施工法经济性比较

3．4．2 异步浇筑施工平台受力分析

3．4．3 异步浇筑施工控制方案

3．5 本章小结

第四章 新型异步浇筑施工过程及预应力效应分析

4．2．1 施工过程仿真分析

4．2．2 施工过程位移控制

4．2．3 施工过程受力分析

4．3 体外预应力效应分析

4．3．1 体外预应力体系特点

4．3．2 体外预应力张拉顺序影响分析

4．3．3 体外预应力参数敏感性分析

4．4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录