文档介绍：摘要随着桥梁跨度的增加,减轻上部结构的自重成为十分重要的问题。波形钢腹板预应力混凝土箱梁是一种新型的钢一混凝土组合箱梁,采用波形钢腹板替代普通混凝土箱梁的腹板,充分利用了混凝土抗压、钢板抗剪的材料特点,有效地实现了主梁的轻型化,减轻了下部结构的工程量,因此应用前景十分广阔。本文以宁波市百丈东路甬新河桥为工程背景,对波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥的力学性能进行了试验研究与理论分析,主要的研究内容有以下两方面,即通过施工监测和成桥试验的试验结果与有限元分析结果的对比分析,探讨了波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥力学性能。主要研究工作包括以下几个部分:ü┕す痰募嗖猓圆ㄐ胃指拱逶びα炷料淞旱母鞲鍪┕す进行了详细介绍,利用有限元软件⒘损潞忧诺挠邢拊DP停⒔监测结果和有限元计算结果进行对比。潞忧趴⒐ず螅U钩汕攀匝椤J匝榘ê嵯蚍植枷凳馐浴⒕擦载试验和动荷载试验,主要测试了各控制截面的应力、结构变形以及动力特性等。运用大型通用有限元程序建立有限元模型,对甬新河桥展开成桥状态的应力分析,并将现场监控和成桥试验数据同有限元计算结果进行对比分析,进一步揭示该部分波形钢腹板预应力混凝土箱梁结构的受力特性。最后,对该类型梁桥的发展做出进一步展望。通过以上研究,得到以下结论:截面的实测纵向正应力与理论值较吻合,该桥梁的力学性能满足设计要求,而且应力水平在处在安全范围内结构,传力体系符合计算假定。此外,波形钢腹板箱梁翼板中间的压应力明显大于理论值,翼板的应力分布不均匀,表明在该类桥型的设计中使用传统箱梁理论,精度不能满足要求。本桥设计中采用的连接方式工作性能良好,在今后同类桥梁设计中可以推广使用。关键词:波形钢腹板,设计方法,荷载试验,有限元
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第一章绪论ㄐ胃指拱逶びα炷料淞呵偶蚪波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥是世纪年代出现的一种新型桥梁。这类结构是将普通预应力混凝土箱梁的腹板替换成波形钢腹板的结构形式,并用体外预应力钢索协助腹板抵抗剪切荷载,提高结构的刚度和抗剪能力【。岣吡顶板和底板的体内预应力施加效果,同时可以省略腹板的加劲肋焊接和简化钢腹板与翼板之间的连接构造,方便结构施工。而平钢腹板对箱梁混凝土顶、底板在桥轴方向变形产生较大的约束,不但收缩、徐变应力大,而且混凝土截面施加预应力的损失效果差。在一般预应力混凝土箱梁结构中,由于腹板起到承担抵抗截面剪切力以及构造上必须满足布置竖向平面内的预应力钢束竖弯空间的需要,腹板的厚度不能设计得太小,结果导致腹板在箱梁截面中所占的比例加大,使腹板面积占截面总面摘要ㄐ胃指拱逶びα炷料淞呵礁指拱逶びα炷料淞呵图钢腹板预应力混凝土箱梁桥结构示意图体内预应力索
作用所造成的预应力损失,大大提高了预应力效率。体外预应力体系避免了在混积的%.%,厚实的腹板大大增加了桥梁上部结构的重量,影响跨越能力,同时也提高工程量和造价。此外,混凝土腹板箱粱的截面刚度大,施加在顶、底板的预应力会向腹板转移,降低了预应力效果;预应力混凝土箱梁结构中腹板易开裂也是一个需要解决的问题。如将箱梁腹板用波形钢腹板替换混凝土腹板,并用体外钢索协助腹板的剪切抵抗能力,既可以克服上述缺陷,又不会影响结构的正常使用,为解决普通预应力混凝土箱梁结构的不足提供了一种有效的方法,因此,可以说体外预应力钢索技术的发展是推动组合箱梁结构进步的基础。波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁充分发挥了混凝土的抗压性能和波形钢板的抗剪屈服性能。与根据迄今为止的波形钢腹板箱梁桥的建设经验,用波形钢腹板代替混凝土腹板组成的钢一混组合结构,与一般的预应力混凝土箱梁相比具有如下几个优点:①腹板具有较低的纵向刚度,对施加预应力和混凝土板的收缩、徐变产生的变形不起约束作用,大大减小了预应力在腹板中的损失,增加了预应力效率;②腹板的钢板厚度可以取得很薄,通过合理的弯折形状就可以增强腹板的稳定性,不再需要额外设置加劲构件,这样可以节省材料,施工上变得简单,造价上也有竞争力;③省略了腹板的模板拼装和钢筋布置,而且,如果通过悬臂方法进行施工,由于箱梁自重减轻,可以适当地增加节段施工长度,缩短了工期;④便于采用无粘结的体外预应力,免除了在混凝土腹板内预埋管道的繁杂工艺,而且体外预应力钢束可以更换,有利于桥梁的维修和加固:⑤波形钢腹板使桥梁具有较强的美感,适合在城市桥梁中使用。,具有较高的抗剪承载力,用其作为混凝土箱梁的腹板,不但充分满足了腹板的力学性能要求,而且大幅度的减轻了主梁自重,缩减了包括基础在内的下部结构所承受的上部恒载,大幅减轻了桥梁上部结构的自重,减少了下部结构的工程量,降低了