鋼-混凝土組合梁橋設(shè)計(jì)方法在中外規(guī)范下的對(duì)比分析
本文選題:鋼橋 切入點(diǎn):中外橋梁規(guī)范 出處:《蘭州交通大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:鋼結(jié)構(gòu)橋梁因其強(qiáng)度高、自重輕、塑性和韌性好、施工快捷、容易拆卸等優(yōu)點(diǎn)受到了工程界的青睞。鋼-混凝土組合梁橋更是發(fā)揮了鋼材和混凝土兩種材料的優(yōu)良力學(xué)性能,逐漸成為優(yōu)化橋梁構(gòu)造形式的一種合理選擇。然而,指導(dǎo)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)的《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 025-86)卻仍以容許應(yīng)力法為基礎(chǔ),部分內(nèi)容已經(jīng)顯得過時(shí),其中對(duì)鋼-混組合梁橋的設(shè)計(jì)條文也過于簡(jiǎn)單,可操作性不強(qiáng)。以概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ)的中國(guó)《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》目前還處在征求意見階段。另外,隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提高和國(guó)際影響力的增強(qiáng),一大批土木建筑公司走出國(guó)門,承擔(dān)的道路橋梁工程項(xiàng)目越來(lái)越多。由于氣候、地理等條件的差異,橋梁設(shè)計(jì)與施工需要參考多國(guó)規(guī)范進(jìn)行。各國(guó)規(guī)范從整體分析到局部計(jì)算,從荷載效應(yīng)到結(jié)構(gòu)抗力,都有不同的力學(xué)模型和分析方法。本文就中國(guó)公路鋼橋設(shè)計(jì)規(guī)范與美國(guó)《AASHTO LRFD橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》、英國(guó)BS5400《鋼橋、混凝土橋及結(jié)合橋》規(guī)范以及歐洲Eurocodes系列規(guī)范的設(shè)計(jì)方法和相關(guān)計(jì)算進(jìn)行對(duì)比分析,主要成果如下:1、對(duì)中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)和歐洲規(guī)范公路鋼橋設(shè)計(jì)方法做了比較,除了我國(guó)《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 025-86)仍采用容許應(yīng)力法外,其他規(guī)范均采用概率極限狀態(tài)法;歐洲規(guī)范4是一部較完整的專門指導(dǎo)鋼-混組合梁設(shè)計(jì)的規(guī)范,我國(guó)對(duì)鋼-混組合梁的設(shè)計(jì)條文只有一章,內(nèi)容不能滿足設(shè)計(jì)需要,需補(bǔ)充和完善。2、運(yùn)用概率論知識(shí),將描述極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的功能函數(shù)求解問題,轉(zhuǎn)化為以可靠度理論為基礎(chǔ)的可靠指標(biāo)求解問題,并且推導(dǎo)了可靠指標(biāo)與中心安全系數(shù)和分項(xiàng)安全系數(shù)的關(guān)系,論證了用分項(xiàng)安全系數(shù)表示的概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法相比用中心安全系數(shù)表示的容許應(yīng)力法的先進(jìn)性;3、計(jì)算并比較了組合鋼板梁和非組合鋼板梁的受力,發(fā)現(xiàn)組合鋼板梁相比非組合鋼板梁,剛度和強(qiáng)度都得到了明顯提高;推導(dǎo)了鋼-混組合梁在荷載、溫差、收縮、徐變作用下截面應(yīng)力的計(jì)算式;以奇阿瓦大橋?yàn)槔?分析了其在不同施工階段的力學(xué)狀態(tài),發(fā)現(xiàn)對(duì)于鋼-混組合連續(xù)梁橋,支點(diǎn)負(fù)彎矩較大,會(huì)使橋面混凝土板拉應(yīng)力過大、出現(xiàn)裂紋,而且由于混凝土板的溫差、收縮、徐變使主梁產(chǎn)生的較大應(yīng)力,設(shè)計(jì)時(shí)要注意;4、分別對(duì)幾國(guó)規(guī)范下的汽車荷載、梯度溫度、收縮、徐變荷載,進(jìn)行計(jì)算分析比較,發(fā)現(xiàn)在汽車荷載作用下,中、歐規(guī)范產(chǎn)生的內(nèi)力相差不大,英國(guó)規(guī)范偏大,美國(guó)規(guī)范偏小;在溫度梯度作用下,按中、美規(guī)范計(jì)算的作用效應(yīng)小于英、歐規(guī)范;在收縮作用下,美國(guó)規(guī)范計(jì)算的次內(nèi)力遠(yuǎn)小于中、歐規(guī)范;在徐變作用下,中、歐規(guī)范計(jì)算的次內(nèi)力遠(yuǎn)小于美國(guó)規(guī)范;5、從材料性能、混凝土板有效寬度、在正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度、撓度、承載能力極限狀態(tài)抗彎和抗剪驗(yàn)算等方面,對(duì)中外規(guī)范做了比較,發(fā)現(xiàn)對(duì)于裂縫寬度的計(jì)算,中、英、歐都通過裂縫寬度限值來(lái)控制裂縫,美國(guó)規(guī)范則通過鋼筋間距來(lái)控制裂縫寬度。對(duì)于抗彎承載力的計(jì)算,中、英、歐規(guī)范按彈性方法計(jì)算,美國(guó)規(guī)范按塑性方法計(jì)算,對(duì)于抗剪承載力,各國(guó)規(guī)范都只考慮鋼梁的抗剪作用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:U442.5
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,本文編號(hào):1701824
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