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钢-混组合桥面连续构造的设计理论与试验研究
| 论文题名： | 钢-混组合桥面连续构造的设计理论与试验研究 |
| 关键词： | 简支梁桥;桥面连续;钢-混组合;破坏机理;疲劳寿命 |
| 摘要： | 桥面连续简支梁桥具有结构形式简单、受力明确及施工方便等特点，同时使桥面达到无缝状态、避免桥面伸缩缝所引起的桥梁病害和高额的维护费用，因此在中小跨径桥梁中得到了广泛应用。但现有桥面连续结构在设计上还存在一些不完善的地方，桥面连续破坏问题日益严重，影响桥梁结构的安全性和耐久性。 本文以简支梁桥桥面连续为对象，提出了简支梁桥桥面连续在各工况下的受力计算模型，通过理论研究与实测分析探讨了现有桥面连续的破坏机理;提出了两种钢-混凝土组合式桥面连续构造，通过理论推导和精细化有限元仿真计算分析了钢-混凝土组合式桥面连续的变形和受力特点，通过桥面连续足尺模型试验和桥面连续实桥荷载试验验证了两种钢-混凝土组合式桥面连续构造防止开裂的有效性;通过疲劳试验探究了钢-混凝土组合式桥面连续的疲劳寿命及超载对疲劳寿命的影响。本文所提出的钢-混凝土组合式桥面连续可有效解决桥面连续表面混凝土的开裂病害，研究成果对桥面连续简支梁桥的结构设计、维护改造以及在无缝桥梁中的推广具有理论参考意义和工程应用价值。 本文主要工作如下: 1、系统总结了桥面连续构造的国内外研究和现状; 2、建立理论计算模型，推导了汽车荷载、温度梯度和不均匀沉降等荷载作用下简支梁桥桥面连续构造的变形和受力公式，并利用有限元仿真对理论模型进行了验证; 3、通过理论推导和有限元仿真对桥面连续的破坏因素进行了定量分析，得出了引起桥面连续破坏的主要因素和改善措施; 4、提出了三向弹簧约束计算模型以考虑简支梁桥支座约束效应，并采用该模型分析了桥梁支座和桥面连续刚度对简支梁桥梁端变形的影响; 5、在改善钢-混凝土组合拱型桥面连续的基础上提出了平板型桥面连续构造，通过理论推导分析了两种桥面连续构造的受力和变形机理，并详细介绍了设计计算方法和施工步骤; 6、通过足尺模型试验，探究了钢-混凝土组合拱型桥面连续和平板型桥面连续构造的受力特点，验证了两种桥面连续构造防止混凝土开裂的有效性; 7、通过实桥荷载试验和数值仿真分析，验证了两种桥面连续在实际桥梁中防止桥面连续破坏的有效性以及钢-混凝土组合式桥面连续在斜桥、空心板梁桥和T梁桥中的适用性; 8、通过足尺模型疲劳试验，探讨拱型桥面连续的疲劳寿命、极限承载力和破坏特性，验证了拱型桥面连续在多种疲劳荷载工况下的可靠性。 9、通过足尺模型疲劳试验，分析了超载以及初始损伤对拱型桥面连续疲劳寿命和结构刚度的影响。 10、总结和展望。 |
| 作者： | 王城泉 |
| 专业： | 市政工程 |
| 导师： | 朱志伟;申永刚 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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