本文關(guān)鍵詞：裝配式鋼桁—砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋施工階段結(jié)構(gòu)性能研究

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【摘要】：針對常規(guī)混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋普遍存在的開裂和后期撓度過大等問題,依托交通運輸部應(yīng)用基礎(chǔ)研究項目“特大跨鋼桁-砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)基礎(chǔ)理論研究”,基于導(dǎo)師周志祥教授提出的裝配式鋼桁-混凝土組合連續(xù)剛構(gòu)橋,本文以主跨為386m的裝配式鋼桁-混凝土組合連續(xù)剛構(gòu)橋為工程背景,對橋梁在施工階段的力學(xué)行為開展了系統(tǒng)研究,主要研究內(nèi)容包括:(1)闡述了裝配式鋼桁-混凝土組合連續(xù)剛構(gòu)橋的基本概念、構(gòu)造特點;探討了裝配式鋼桁-混凝土組合連續(xù)剛構(gòu)橋的四種施工方案:鋼桁與橋面板同步懸臂安裝施工;鋼桁合攏后橋面板分多批次與鋼桁聯(lián)結(jié)施工;鋼桁合攏后橋面板分少批次與鋼桁聯(lián)結(jié)施工;鋼桁合攏后橋面板一次性與鋼桁聯(lián)結(jié)施工。(2)對主跨為386m的依托工程橋梁建立考慮施工階段的空間桿系有限元模型;對比分析了四種不同施工方案下結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)、變形、施工難易,其中鋼桁合攏后橋面板分六批次與鋼桁焊接施工方案在整個施工過程和正常使用階段,結(jié)構(gòu)各桿件均未出現(xiàn)應(yīng)力超限情況。(3)針對鋼桁合攏后橋面板分六批次與鋼桁焊接施工的情況,對橋面板預(yù)應(yīng)力張拉階段是否產(chǎn)生翹起變形建立了簡化分析模型,結(jié)果表明預(yù)應(yīng)力張拉引起橋面板上翹變形明顯小于橋面板在自重作用下的下?lián)献冃?即橋面板在自重下可自動與鋼桁頂面貼合。(4)預(yù)應(yīng)力張拉控制力降低10%,橋面板各截面壓應(yīng)力儲備均有降低,靠近預(yù)應(yīng)力張拉端處降幅更為明顯;對鋼桁桿件應(yīng)力影響不大。預(yù)制橋面板與鋼桁焊縫每間隔一節(jié)間發(fā)生失效,僅焊接失效且靠近預(yù)應(yīng)力張拉處的橋面板壓應(yīng)力、上弦桿拉應(yīng)力增幅明顯;其它桿件應(yīng)力變化不大。(5)對依托工程橋梁的鋼桁最大懸臂狀態(tài)、橋面板安裝階段、成橋階段進(jìn)行了線性穩(wěn)定分析,結(jié)果表明結(jié)構(gòu)橫向剛度遠(yuǎn)小于縱向剛度,各施工階段首先出現(xiàn)面外失穩(wěn),但結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求;在兩幅橋鋼桁梁的墩頂及四分點位置增設(shè)橫向聯(lián)結(jié)系,可大幅提高施工階段橋梁的橫向穩(wěn)定性;當(dāng)墩高超過100m時,為保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全性,建議在雙肢薄壁墩之間設(shè)置橫向聯(lián)系。
【關(guān)鍵詞】：裝配式 組合結(jié)構(gòu) 方案比選 施工偏差 穩(wěn)定性分析
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U445.4;U448.23
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 連續(xù)剛構(gòu)橋概述10-12
• 1.1.1 連續(xù)剛構(gòu)橋的特點10-11
• 1.1.2 現(xiàn)有混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的問題11
• 1.1.3 連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)展趨勢11-12
• 1.2 鋼-混凝土組合橋梁概述12-15
• 1.2.1 鋼-混凝土組合橋梁發(fā)展概況12-15
• 1.2.2 鋼-混凝土組合橋梁的特點15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 裝配式鋼桁-混凝土組合連續(xù)剛構(gòu)特點及建模方法17-34
• 2.1 裝配式鋼桁-混凝土組合連續(xù)剛構(gòu)橋的基本概念17-22
• 2.1.1 PCSS剪力鍵及橋面板的構(gòu)造特點17-18
• 2.1.2 鋼桁的主要構(gòu)造特點18-20
• 2.1.3 鋼桁-混凝土組合試驗梁的制作工序20-22
• 2.2 鋼桁-混凝土連續(xù)續(xù)剛構(gòu)橋施施工方法法22-24
• 2.3 鋼桁-混凝土組合連續(xù)剛構(gòu)橋施工方案24-29
• 2.3.1 鋼桁與橋面板同步安裝施工24-26
• 2.3.2 鋼桁合攏后橋面板分多批次與鋼桁焊接施工26-28
• 2.3.3 橋面板分少批次與鋼桁焊接施工28-29
• 2.3.4 橋面板一次性與鋼桁焊接施工29
• 2.4 考慮施工過程有限元模型的建立方法29-32
• 2.4.1 有限元軟件的選取29
• 2.4.2 PCSS剪力鍵的模擬方法29-30
• 2.4.3 施工過程的模擬30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第三章 主跨386m連續(xù)剛構(gòu)橋在不同施工方案下的力學(xué)特性研究34-56
• 3.1 依托工程概況34-37
• 3.1.1 上部結(jié)構(gòu)35-36
• 3.1.2 下部結(jié)構(gòu)36-37
• 3.2 計算模型的介紹37-41
• 3.2.1 材料和截面特性37-38
• 3.2.2 施工階段的劃分38-40
• 3.2.3 有限元模型的建立40-41
• 3.3 施工過程應(yīng)力變化41-50
• 3.3.1 鋼桁與橋面板同步安裝41-43
• 3.3.2 鋼桁合攏后預(yù)制橋面板分六批次和鋼桁焊接43-45
• 3.3.3 鋼桁合攏后預(yù)制橋面板分三批次和鋼桁焊接45-47
• 3.3.4 鋼桁合攏后預(yù)制橋面板一次性和鋼桁焊接47-50
• 3.4 四種施工方案的對比分析50-54
• 3.4.1 結(jié)構(gòu)受力對比分析50-52
• 3.4.2 變形對比分析52-53
• 3.4.3 施工難易對比分析53
• 3.4.4 對比分析結(jié)果53-54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 第四章 橋面板安裝過程結(jié)構(gòu)性能研究56-73
• 4.1 正常施工下結(jié)構(gòu)的行為分析56-63
• 4.1.1 結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析56-57
• 4.1.2 結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析57-62
• 4.1.3 結(jié)構(gòu)撓度分析62-63
• 4.2 橋面板翹起變形分析63-65
• 4.2.1 簡化模型的建立63-64
• 4.2.2 計算結(jié)果64-65
• 4.3 預(yù)應(yīng)力施工偏差影響分析65-68
• 4.3.1 預(yù)應(yīng)力偏差對應(yīng)力的影響65-67
• 4.3.2 預(yù)應(yīng)力偏差對撓度的影響67-68
• 4.4 橋面板焊接施工偏差影響分析68-71
• 4.4.1 剪力鍵焊縫失效對應(yīng)力的影響68-71
• 4.4.2 剪力鍵焊縫失效對撓度的影響71
• 4.5 本章小結(jié)71-73
• 第五章 裝配式鋼桁-混凝土組合連續(xù)剛構(gòu)橋穩(wěn)定性分析73-88
• 5.1 穩(wěn)定性分析理論73-76
• 5.1.1 第一類穩(wěn)定分析73-75
• 5.1.2 第二類穩(wěn)定分析75-76
• 5.2 線性穩(wěn)定性分析76-80
• 5.2.1 橋墩竣工階段76-77
• 5.2.2 鋼桁最大懸臂狀態(tài)77-79
• 5.2.3 橋面板安裝階段79
• 5.2.4 成橋狀態(tài)79-80
• 5.3 非線性穩(wěn)定分析80-82
• 5.3.1 最大雙懸臂狀態(tài)81
• 5.3.2 成橋狀態(tài)81-82
• 5.4 增強最大懸臂狀態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的探討82-85
• 5.4.1 增設(shè)臨時塔架和拉索82-83
• 5.4.2 兩幅橋增設(shè)橫向聯(lián)結(jié)系83-85
• 5.5 墩高對最大懸臂狀態(tài)穩(wěn)定性的影響85-86
• 5.6 本章小結(jié)86-88
• 第六章 結(jié)論與展望88-90
• 6.1 結(jié)論88-89
• 6.2 展望89-90
• 致謝90-91
• 參考文獻(xiàn)91-94
• 在學(xué)期間發(fā)表的論著及取得的科研成果94

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本文編號：523485