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大跨度钢—混凝土组合桥梁空间理论与应用研究

作　者: 李勇
导　师: 方秦汉；朱宏平
学　校: 华中科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢-混组合桥梁空间理论琴拱桥体系转换预应力传递效率弯矩调幅内导管法
分类号: U448.216
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

二次世界大战以后,欧洲急需恢复战争破坏的桥梁和建筑,由于钢材短缺,采用大量的钢-混凝土组合结构,节约了钢材。日本1923年关东大地震,发现组合结构抗震性能良好。由此,组合结构在桥梁及高层建筑得到迅速发展。以钢-混凝土组合桥梁工程为研究背景,从桥梁美学、空间理论、模型试验及工程应用等方面,对大跨度组合桥梁进行研究。本文主要内容：1、大跨度琴拱桥理论。琴拱桥,以拱桥这一种造型优美的古老桥型为出发点,从桥梁美学与力学统一的角度出发,提出一种新型拱桥结构—琴拱桥。主拱如琴,吊索如琴弦,曲线圆润,富有动感,将古典拱桥与现代拱桥完美地结合在一起,充分展示了桥梁建筑美与力学美的统一。琴拱桥理论对大跨度拱桥三个关键性技术难题,即横向稳定问题、水平推力问题、施工安装难题,提出了新的解决思路与技术方案。2、钢-混组合桥梁体系转换新技术。根据弯曲还原力学原理,研发应用组合结构体系转换系新技术。利用结构体系变化与截面形成的过程,合理调整截面有效控制应力,实现降低控制截面混凝土拉应力的目的。3、预应力传递效率与弯矩调幅方法。根据组合梁支点负弯矩影响线,精确地预加荷载,按加载程序浇筑混凝土结构层,按弯矩影响线要求卸载,使支点负弯矩区混凝土获得预压应力,通过影响线弯矩调幅提高预应力效率。4、研发应用组合桥梁结构新体系。深圳彩虹大桥,主要采用了三项新技术：1)钢-混凝土全组合桥梁结构体系,2)预应力钢-高托座空心板组合梁；3)钢结构内导管定位法新工艺。预应力钢-混组合桥梁新技术新工艺及其应用。随着波形钢腹板PC桥梁、钢桁腹PC组合桥梁、大悬臂波-桁组合PC桥梁的研究及应用,以其先进的新技术、新工艺及结构体系创新,新型组合结构体系将进入一个新的发展时期。钢-混凝土组合结构是一种高强、高性能的材料组合,也是一种高效、经济的施工技术。实现了组合桥梁“轻质、高强、大跨、经济、美观”的目标。取得了显著的社会效益和经济效益,具有广阔的应用前景。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
1 概论  10-20
  1.1 研究背景与意义  10-16
  1.2 主要的研究内容  16-18
  1.3 主要的研究结论  18-20
2 钢-混凝土组合桥梁  20-36
  2.1 钢-混凝土组合桥梁基本理论  20-30
  2.2 钢桁腹PC组合桥梁  30-31
  2.3 波形钢腹板PC桥梁  31-34
  2.4 大悬臂波-桁组合PC桥梁  34-36
3 大跨度琴拱桥理论  36-54
  3.1 拱桥的发展历史与新进展  36-38
  3.2 大跨度拱桥关键技术难题  38-42
  3.3 琴拱桥的基本概念  42-44
  3.4 琴拱桥的力学原理  44-50
  3.5 琴拱桥设计与应用  50-52
  3.6 琴拱桥的应用前景  52-54
4 钢-混组合桥梁体系转换新技术  54-64
  4.1 钢-混凝土组合桥梁三阶段受力  54-57
  4.2 简支组合梁体系转换技术  57-60
  4.3 连续组合梁体系转换技术  60-63
  4.4 本章小结与建议  63-64
5 钢-混组合桥梁预应力效率与弯矩调幅  64-82
  5.1 钢-混组合梁预应力传递效率试验  64-76
  5.2 钢-混组合梁支座弯矩调幅试验  76-80
  5.3 钢-混组合梁影响线弯矩调幅方法  80-82
6 大跨度钢-混组合桥梁工程应用  82-117
  6.1 深圳彩虹大桥设计研究  82-108
  6.2 预应力钢-高托座组合梁试验  108-115
  6.3 钢结构内导管定位法新工艺  115-117
7 主要研究结论  117-119
致谢  119-120
参考文献  120-129
附录攻读学位期间发表的论文与专著  129

大跨度钢—混凝土组合桥梁空间理论与应用研究

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