鋼桁腹式混凝土組合箱梁是一種較新型的鋼-混組合箱梁結(jié)構(gòu),具有自重輕、現(xiàn)場施工便捷、避免腹板開裂、通透性好以及橋型優(yōu)美等優(yōu)點。目前國內(nèi)外學(xué)者對該結(jié)構(gòu)的受力特點進(jìn)行了較為深入的研究與探索,但關(guān)于扭轉(zhuǎn)與畸變方面的研究相對很少。本文通過理論研究及有限元模擬分析,對鋼桁腹式混凝土組合箱梁進(jìn)行了扭轉(zhuǎn)與畸變的初步探究,主要內(nèi)容如下:（1）依據(jù)剪切變形相等原則將鋼桁腹式組合箱梁中的鋼桁腹桿等效為混凝土腹板,將腹桿轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)體系。以薄壁箱梁扭轉(zhuǎn)幾何特性的理論計算方法為基礎(chǔ),推導(dǎo)出組合箱梁橫斷面的扭轉(zhuǎn)中心、主扇性坐標(biāo)、主扇性慣性矩等截面扭轉(zhuǎn)幾何特性的表達(dá)式,分析鋼桁腹桿在橫斷面內(nèi)水平傾角對扭轉(zhuǎn)中心、主扇性慣性矩以及主扇性坐標(biāo)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:增大鋼桁腹桿在橫斷面內(nèi)水平傾角α（α在0°²4°變化范圍內(nèi)）,扭轉(zhuǎn)中心至頂板中心的距離隨著α的增大而增大,組合箱梁截面主扇性慣性矩隨α增大而減小。（2）從鋼桁腹式混凝土組合箱梁的自由扭轉(zhuǎn)入手,推導(dǎo)出組合箱梁的自由扭慣性矩Id。用β′表示組合箱梁約束扭轉(zhuǎn)的翹曲位移自由度,推導(dǎo)出組合箱梁閉口斷面的混凝土頂?shù)装搴蛽Q算鋼腹板的扭轉(zhuǎn)翹曲應(yīng)力表達(dá)式,進(jìn)而... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

平面鋼腹板-混凝土組合箱梁圖示

鋼桁腹式混凝土組合箱梁的扭轉(zhuǎn)與畸變效應(yīng)分析-2-二十世紀(jì)七十年代，法國橋梁設(shè)計師實現(xiàn)了用平鋼板代替混凝土腹板，建立了Ferte-Saint-Aubin橋，該橋使用了體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)，并且在容易產(chǎn)生局部屈曲的部位設(shè)置了縱向加勁肋，成為世界上第一座鋼-混組合結(jié)構(gòu)梁橋[1]。但是這種結(jié)構(gòu)存在很大的弊端：（1）由于平面鋼腹板的縱向剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混凝土頂?shù)装�，混凝土頂�(shù)装迮c平面鋼腹板之間產(chǎn)生了嚴(yán)重的應(yīng)力重分布現(xiàn)象；（2）耗資增設(shè)加勁肋以避免腹板局部屈曲，這樣就加大了投資；（3）原本應(yīng)該由頂?shù)装宄袚?dān)的預(yù)應(yīng)力大約有百分之二十至二十五轉(zhuǎn)移到了平面鋼腹板上，使預(yù)應(yīng)力的利用效率大幅度減校1986年，法國CampenonBernard公司建造了Cognac橋，該橋是世界首座波形鋼腹板組合結(jié)構(gòu)橋梁[2]，此橋?qū)⒃瓉淼钠矫驿摳拱逄鎿Q成了波形鋼腹板，解決了平面鋼腹板帶來的應(yīng)力重分布問題，此類結(jié)構(gòu)無需再設(shè)置縱向加勁肋，提高了材料利用效率，同時降低了投資成本。此后，該類箱型梁迅速發(fā)展，得到了世界各國的廣泛應(yīng)用。其基本圖示如圖1.2所示。圖1.2波形鋼腹板-混凝土組合箱梁圖示與此同時，同樣在法國，建成了另外一種鋼-混組合箱型梁—Arbois橋—鋼桁腹式混凝土組合箱梁[3]。此類結(jié)構(gòu)是用鋼桁腹桿替換了原來的混凝土腹板，鋼桁腹桿中用混凝土填充，腹桿與混凝土頂?shù)装逵眠B接鍵連接形成節(jié)點，并結(jié)合體內(nèi)、外預(yù)應(yīng)力，使鋼腹桿與混凝土翼板共同受力[4]。如圖1.3所示�；炷粮拱甯臑殇撹旄箺U比波形鋼腹板更具有通透性，減小了風(fēng)荷載作用，使橋梁更加穩(wěn)定，提高耐久性；且更具有美觀價值，與周圍環(huán)境相呼應(yīng)。

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1.3鋼桁腹式混凝土組合箱梁圖示1.1.2鋼桁腹式混凝土組合箱梁的發(fā)展鋼桁腹式混凝土組合箱梁最早建成于法國，隨后日本以及加拿大等國家也開始迅速推廣應(yīng)用該橋型。日本最為典型，自2003年木之川高架橋建成以來，每年都會有新的鋼桁腹式混凝土組合箱梁橋建成[5]，國際土木工程界對其結(jié)構(gòu)優(yōu)點表現(xiàn)出了廣泛的認(rèn)同�？偟膩碚f，該橋型在國際上應(yīng)用日益廣泛，我國也已經(jīng)建成了多座鋼桁腹式混凝土組合箱梁，除最早建成的南京江山橋外，還有國道107深圳寶安段匝道引橋和閔浦大橋邊跨以及正在建造的水碾堡特大橋等。1985年，國際上第一座鋼桁腹式混凝土組合箱梁橋—Arbois橋（見圖1.4）于法國建成。梁高3m，三跨（29.85+40.4+29.85）等截面連續(xù)梁，鋼桁腹桿與混凝土頂?shù)装宓倪B接方式為直接插入式。Arbois使用了體外索，能有效地解決大部分混凝土箱梁所具有的混凝土頂?shù)装逶谡?fù)彎矩區(qū)會產(chǎn)能生開裂的問題，并且通過添加橫隔板使其發(fā)生轉(zhuǎn)向。加拿大的Sherborooke橋是世界首座采用活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete）建成的橋梁，而該橋正是采用了鋼桁腹式混凝土結(jié)構(gòu)。圖1.4法國Arbois橋2003年，法國的BrasdelaPlaine橋（見圖1.5），同時配有體內(nèi)、外預(yù)應(yīng)力鋼束，為避免橋梁上部結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力過大，JeanMullerInternational想到了僅合攏跨中

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3263587