原文传递
新型钢管混凝土连续刚构桥的结构形式研究
| 论文题名： | 新型钢管混凝土连续刚构桥的结构形式研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土;空间桁架;连续刚构桥;多层拱形桁架;结构承载力 |
| 摘要： | 最近20多年，国内建成的PC连续刚构桥，从运营情况来看，主梁都或多或少地出现了开裂问题。虽然导致箱梁腹板开裂的因素复杂，但其中有两个不可回避的问题，即箱梁恒活载比例过大和薄壁箱梁腹板抗剪能力不足。在对已建成和已提出的各种钢管混凝土连续刚构桥的综合分析基础上构思出一种新型钢管混凝土空间桁架梁桥，此桥型不仅能减轻自重而且能够提高承载能力，有效的防止裂缝的产生。 本文主要围绕以下五个方面展开研究工作： 1、对已建成的万州大桥和湖北向家坝大桥进行计算分析，得出结论：主梁采用空间四棱锥体系具有受力均匀，整体性强的特点；托架式桁架比平行弦式桁架结构设计更为合理，承载能力更大，适用跨径也更大。这种钢管混凝土连续刚构桥能够解决PC连续刚构桥自重过大的问题，但适用跨径太小。 2、介绍了全复合式钢管混凝土连续刚构桥的设计特点，估计这种桥型适用于100～400m的跨径；以沙溪沟大桥为工程背景，对其进行了创新试设计，主要在原连续刚构桥L/4跨及跨中设置了预应力钢管混凝土劲性骨架，通过计算表明，设置劲性骨架后桥梁的极限抗力值最大能提高43.4％，挠度能减小55.4％。这种桥型能解决PC连续刚构桥腹板开裂和挠度过大的问题，但是不能有效减小箱梁自重，经济上不合理。 3、在总结普通桁架的基础上，将单层桁架向多层桁架拓展；通过定性的计算，对比分析多层桁架和单层桁架在承载能力上的区别；继而深入比较分析多层桁架和多层拱形桁架在承载能力上的区别，总结出多层拱形桁架的特点，多层拱形桁架绝大部分杆件受压力作用，并且自重能减轻近40％。在利于抗压能力强而抗拉能力弱的混凝土和钢管混凝土结构中，多层拱形桁架比多层平行弦桁架更具有明显的优势。 4、以水土嘉陵江大桥为工程背景，进行一种全新的钢管混凝土空间桁架连续刚构桥型的试设计，并对主体部分的桁架内力进行计算和验算。试设计结果表明，与原设计相比，其主梁自重可减轻50％，主要受力杆件的安全储备大幅增加，从而提高了桥梁的承载能力，且避免了普通预应力连续钢构桥腹板开裂的问题。 5、对桁架节点进行试设计。3～7层桁架节点采用高强度螺栓球节点，具有传力明确，受力均匀的特点；1、2层及抛物线段节点采用焊接空心球节点，具有承载能力大，刚度大的特点。 |
| 作者： | 陈勇 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 刘山洪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
