波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥静力性能研究

摘要

波纹钢腹板组合箱梁是一种特殊的钢-混组合结构,它与传统的混凝土腹板箱梁相比,有很大的优点,然而目前对于波纹钢腹板组合箱梁的理论研究,我国还处于初步阶段。本文主要结合奉化江大桥(三跨波纹钢腹板预应力混凝土连续箱梁桥),对波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥的抗弯、抗剪以及剪力连接件的性能进行研究。
　　采用结构力学方法,推导了波纹钢腹板轴向有效弹性模量的表达式,并介绍了常用的几种波纹钢腹板的波纹形状系数。给出了波纹钢腹板纵向刚度、轴向刚度以及弯曲正应力的计算公式;通过几种模型对比分析,得到了箱室数量变化对于波纹钢腹板组合箱梁的剪力滞的影响规律;给出了体外预应力束应力增量以及极限应力的求解公式,并参考混凝土腹板箱梁弯曲理论推导了波纹钢腹板抗弯承载力计算公式;采用Midas Civil2012对奉化江大桥进行了有限元分析,并对抗弯承载力进行了验算。
　　介绍了波纹钢腹板剪应力分布规律以及剪应力的计算方法,同时参考不同学者的研究成果,给出了波纹钢腹板剪切屈曲强度的计算公式;同时,采用 ANSYS有限元分析软件,对波纹钢腹板非线性屈曲进行了参数分析,得到了波纹钢腹板板厚、波高、平板宽以及斜板倾角对波纹钢腹板剪切屈曲的影响规律;并对奉化江大桥波纹钢腹板进行了剪应力以及剪切屈曲验算。
　　结合日本规范,给出了波纹钢腹板与顶、底板混凝土结合部的纵向抗水平剪力以及横向抗角隅弯矩的设计方法,并对奉化江大桥的顶、底板混凝土与波纹钢腹板之间的抗剪连接件进行了纵向以及横向设计验算。

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第 1 章 绪论

1.1 概述

1.2 波纹钢腹板组合箱梁桥国内外研究现状

1.3 依托工程

1.4 本文主要研究内容

第 2 章 波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥抗弯性能研究

2.1 概述

2.2 波纹钢腹板组合箱梁的轴向刚度

2.3 波纹钢腹板组合箱梁的弯曲“拟平截面假定”

2.4 波纹钢腹板组合箱梁剪力滞效应

2.5 体外预应力束相关问题研究

2.6 波纹钢腹板组合箱梁桥抗弯承载力

2.7 奉化江大桥的抗弯承载力验算

2.8 小结

第 3 章 波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥抗剪性能研究

3.1 概述

3.2 波纹钢腹板剪切特性

3.3 波纹钢腹板剪应力的计算与验算

3.4 波纹钢腹板剪切屈曲

3.5 波纹钢腹板几何参数对剪切屈曲性能的影响

3.6 奉化江大桥波纹钢腹板抗剪强度验算

3.7 奉化江大桥波纹钢腹板剪切屈曲强度验算

3.8 小结

第 4 章 波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥抗剪连接件

4.1 概述

4.2 波纹钢腹板与顶、底板混凝土的连接构造

4.3 波纹钢腹板与顶、底板混凝土结合部的纵向设计

4.4 波纹钢腹板与顶、底板混凝土结合部的横向设计

4.5 小结

结论和展望

参考文献

致谢