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波形钢腹板PC组合小箱梁顶推施工技术研究
| 论文题名： | 波形钢腹板PC组合小箱梁顶推施工技术研究 |
| 关键词： | 波形钢腹板;小箱梁桥;钢混组合结构;顶推施工;有限元法 |
| 摘要： | 顶推施工作为一种相对成熟的施工工艺，在预应力混凝土梁桥以及钢箱梁的架设中得到了较为广泛的应用。波形钢腹板组合箱梁作为一种新型钢混组合结构，目前在国内外已修建100余座。虽然桥型的选择和施工的方法很多，但顶推施工在此类梁桥中的应用却并不常见，相应的研究也较为薄弱。为此，本文以井山经济技术开发区深圳大桥为例，设计了波形钢腹板PC组合小箱梁，提出组合小箱梁分条分块预制组拼顶推施工方案，分别运用大型有限元软件Midas/Civil和ANSYS开展了顶推施工全过程和主梁顶推施工局部应力分析，相应的研究成果可为同类桥梁的设计和施工提供参考。本文主要完成了以下几方面的工作： (1)综述了顶推施工的发展历程、受力特点及在各种桥型上的运用情况；介绍了波形钢腹板组合梁桥的特点、优势以及国内外的发展概况，总结了波形钢腹板运用顶推法施工的优势以及特点。 (2)以井冈山经济技术开发区深圳大桥为例，通过引入波形钢腹板和Φ21.8大直径预应力束，设计了波形钢腹板小箱梁，提出了波形钢腹板箱梁预制组拼顶推的施工方案，实现了梁桥上部结构和下部结构的同时施工，大大提高顶推施工速度，缩短施工工期。 (3)运用大型有限元Midas/Civil软件建立顶推施工全过程分析模型，探讨了顶推施工中主梁受力、导梁挠度变化以及使用过程中结构安全性能。顶推施工模拟表明，主梁顶、底板在顶推过程中均有一定的压应力安全贮备，最大压应力出现在底板，其值为19.84MPa，腹板最大剪应力为79.23MPa，均满足规范要求；导梁最大挠度值为172.18mm，约为顶推长度(49m)的1/285，施工中应采取相应措施确保导梁安全通过临时墩。成桥整体受力分析表明，主梁顶、底板均有一定的压应力安全贮备，且最大压应力为16.6MPa，腹板剪应力最大为113.21MPa，均满足规范要求。 (4)应用有限元法对顶推施工过程中导梁刚度、自重以及临时墩位置进行优化分析，结果表明导梁重量相对于导梁刚度主梁受力更敏感，在满足导梁刚度的情况下，应尽量减轻导梁的重量。此外，临时墩位置能有效减少主梁内力峰值以及导梁前端挠度峰值，在条件允许的情况下，临时墩应尽量设置在跨中位置。 (5)借助有限元程序 ANSYS建立波形钢腹板小箱梁全桥有限元模型，选取主梁出现最大负弯距以及最大正弯矩工况进行局部应力分析，结果表明箱梁顶、底板均保持较好的压应力水平，且最大压应力为21.6MPa，波形钢腹板最大剪应力为82.5MPa，均满足规范要求。 |
| 作者： | 徐晶 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 任亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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