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特大跨径双肢波形钢腹板刚构桥的研究

作　者: 戴广鹏
导　师: 上官兴; 徐海燕
学　校: 华东交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 砼拉应变超限开裂 恒载 零弯矩 零挠度 波形钢腹板
分类号: U448.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 41次
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内容摘要


桥梁是重要的基础设施，是社会经济发展的动脉，是城市的生命线。桥梁建设在跨越式发展取得辉煌成就的同时，近期国内接连发生的桥梁安全事故将桥梁推到了风口浪尖，使桥梁安全问题引起了全社会的广泛重视。吸取经验教训，采取切实有效的对策措施和实施科学的设计、施工等势在必行。在桥梁普查和养护中，陆续发现PC连续梁桥普遍存在腹板开裂和跨中下挠两大病害。对PC连续梁桥的跨中下挠及腹板开裂两大病害进行深入地研究，探讨其结构基本原因从而找到切实的防治的方法是中国桥梁工程界当前十分紧迫的任务。长期以来，中国PC连续梁普遍存在超出设计许可的结构裂缝问题得不到准确合理的解释，使桥梁工程界十分不安。论文首先对我国桥梁裂缝的状况和特性作一简介，在分析腹板开裂原因时，从砼固有的缺陷和“桥规”不完善两个基点出发，提出多项新的防治措施来攻克腹板剪应力和主拉应力裂缝防治的难关。在研究跨中下挠现象时，提出我国桥规对梁桥恒载跨中挠度允许值[ft]的不合理：一般均用活载挠度fp=[L/600]来代替。我校经过近20年研究，认为这是造成中国PC连续梁跨中普遍下挠、底板开裂的一个重要原因。通过论文分析，提出设计应控制合拢前初始挠度[f0]≤L/4800才能确保桥梁安全。通过对PC连续梁桥普遍存在的腹板开裂和跨中下挠两大病害的研究，认为采用“恒载零弯矩”理念进行桥梁设计和引进双肢波形钢腹板材料，是解决这两大病害确实可行的办法。研究成果希望能为桥梁设计与加固等提供技术上的参考。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
主要符号说明  8-9
第一章 绪论  9-27
  1.1 PC梁桥存在的主要问题  9-11
    1.1.1 箱梁开裂  9
    1.1.2 跨中下挠  9-11
    1.1.3 工期  11
  1.2 波形钢腹板PC箱梁的发展概况  11-22
    1.2.1 国外发展情况  13-18
    1.2.2 国内发展情况  18-22
    1.2.3 目前存在问题  22
  1.3 双肢波形钢腹板PC梁桥的提出  22-24
  1.4 本课题研究的主要内容  24-25
  1.5 本课题研究的技术路线  25-26
  1.6 意义  26-27
第二章 箱梁腹板裂缝分类及成因  27-39
  2.1 腹板裂缝的分类  27-31
    2.1.1 外因分类  27
    2.1.2 按裂缝的力学特征  27-28
    2.1.3 按裂缝发生的部位  28-31
    2.1.4 梁桥裂缝小结  31
  2.2 计算方法存在的问题  31-33
    2.2.1 设计的综合考虑  31
    2.2.2 仿真分析的应力增大系数  31-32
    2.2.3 主拉应力超限  32
    2.2.4 宽跨比  32-33
    2.2.5 结论  33
  2.3 竖向预应力的替代  33-36
    2.3.1 主拉应力的计算公式  33-34
    2.3.2 竖向预应力存在的问题  34-35
    2.3.3 苏通大桥竖向预应力技术  35-36
  2.4 超重车的虐行  36-38
  2.5 本章小结  38-39
第三章 波形钢腹板的引进  39-55
  3.1 单肢波形钢腹板构造特点  39-40
  3.2 单肢波形钢腹板特性  40-41
  3.3 BCSW箱梁力学特性  41-43
    3.3.1 整体结构受力基本假定  41
    3.3.2 BCSW有效抗压弹性模量  41-43
  3.4 波形钢腹板的抗剪性能计算  43-50
    3.4.1 波形钢腹板剪应力计算  43-45
    3.4.2 波形钢腹板的剪切屈曲稳定性  45-50
  3.5 山东鄄城黄河大桥工程实例  50-54
    3.5.1 工程概况  50-52
    3.5.2 波形钢腹板布置与构造  52
    3.5.3 施工关键技术及难特点  52-54
  3.6 本章小结  54-55
第四章 控制PC刚构桥下挠的关键技术  55-74
  4.1 梁桥恒载跨中挠度允许值的提出  55-58
    4.1.1 广东虎门大桥辅航道桥  55
    4.1.2 梁桥恒载跨中挠度容许值  55-57
    4.1.3 推荐的跨中下挠容许值  57
    4.1.4 相对允许的顶面伸长率  57-58
  4.2 合拢前允许初始挠度值  58-62
    4.2.1 初始挠度值的推算  58-59
    4.2.2 合拢前初始挠度产生的原因  59-62
  4.3 《零弯矩》设计新理念  62-65
    4.3.1 发展历程  62
    4.3.2 判别标准  62-65
  4.4 PC梁桥跨中下挠的综合防治措施  65-67
    4.4.1 加大跨中梁高是降低活载挠度的关键  65-66
    4.4.2 支座处梁高影响初始挠度  66
    4.4.3 预应力设计的改进  66-67
  4.5 泰和大桥综合比较  67-71
    4.5.1 课题研究的工程桥  67-68
    4.5.2 四种不同的设计  68-71
  4.6 本章小结  71-74
第五章 双肢波形钢腹板刚构桥概念设计  74-98
  5.1 概念设计  74-79
    5.1.1 目前波形钢腹板PC梁桥存在问题：  74-75
    5.1.2 “恒载零弯矩”在波形钢腹板PC梁桥中推广的难点  75
    5.1.3 双肢构造的提出  75-76
    5.1.4 无体外索的双肢波形钢腹板PC梁的“概念性设计”  76
    5.1.5 300m双肢BCSW刚构桥方案  76-79
  5.2 300m双肢BCSW刚构桥初步设计  79-88
    5.2.1 设计基本观点  79-81
    5.2.2 截面几何特性计算  81-84
    5.2.3 自重弯矩  84-86
    5.2.4 预应力弯矩  86-87
    5.2.5 底板预应力  87-88
    5.2.6 工程数量  88
  5.3 300m双肢BCSW刚构桥电算  88-97
    5.3.1 桥梁博士有限元分析  88-93
    5.3.2 TDV有限元校核  93-97
  5.4 本章小结  97-98
第六章 总结  98-100
  6.1 结论  98-99
  6.2 展望  99-100
参考文献  100-102
附录A 《控制大跨径PC梁桥持续下挠关键技术研究》课题  102-104
附录B 300m双肢波形钢腹板刚构桥  104-116
个人简历 在读期间发表的学术论文  116-117
致谢  117

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按结构分 > 刚构桥
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