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快速施工钢-UHPC轻型组合小箱梁桥的设计研究
| 论文题名： | 快速施工钢-UHPC轻型组合小箱梁桥的设计研究 |
| 关键词： | 钢-UHPC轻型组合箱梁桥;华夫格桥面板;快速施工;荷载分布;结构尺寸 |
| 摘要： | 超高性能混凝土（UHPC）材料由于其优异的力学特性，近些年成为预制钢-混凝土结构以及快速施工桥梁的重要部分，将普通的混凝土材料替换成超高性能混凝土，减轻了桥梁自身重量，提升了桥梁的承载力以及耐久性，还可以进一步加快桥梁施工的速度，减少因施工带来一系列的问题。本文以35m标准跨径、三车道宽度的简支梁桥为例，提出了快速施工钢-UHPC轻型组合结构小箱梁桥设计理念，并参照有关规范和文献，通过理论计算、有限元模拟相结合的方法，进行钢-UHPC轻型组合结构的设计研究。可以得出如下结论： 1．拟定了该组合桥梁的结构尺寸，并对其分别采用传统的荷载横向分布方法和Midas有限元分析设计程序的方式，对结构在标准设计荷载下进行承载力、刚度等方面进行验算，荷载横向分布方法确定结构的初步设计参数大小，并为进一步理论公式验算提供的数值依据，Midas软件建立双层梁单元模型，设计计算准确性较高、快速。提供两种方式验算的设计结果均表明所提出的钢-UHPC轻型组合小箱梁桥梁体尺寸合理，能够满足设计规范的一般要求。 2．与相同跨径和荷载条件下的预应力混凝土小箱梁桥的内力和经济性做了比较，本文提出快速施工钢-UHPC轻型组合小箱梁桥的造价虽比预应力混凝土箱梁高，但其施工方便快速、运输和吊装重量轻、对交通影响小，如果综合考虑社会效益及时间成本等，其结构全寿命成本要较混凝土桥梁优越。 3．通过对钢-UHPC组合结构的单梁进行Abaqus通用有限元软件模拟，并与Midas单梁模型进行对比分析，两者相对误差最大在7.6%以内。同时对不同直径和长度的栓钉的应力进行比较，结果表明栓钉的直径和长度对结构性能的影响非常大，直接影响栓钉周围混凝土应力分布。 4．通过对华夫格桥面板进行参数分析，结果表明改变桥面板纵、横肋的高度是增大桥面板刚度以及提高桥面板承载能力的最为经济有效的方式，而改变桥面板的纵、横肋间距以及宽度或是桥面板厚度对桥面板承载力提升的较于纵、横肋的高度变化，经济性较差。 |
| 作者： | 王烨 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 项贻强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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