鋼-混凝土組合梁橋設計方法在中外規(guī)范下的對比分析
本文選題:鋼橋 切入點:中外橋梁規(guī)范 出處:《蘭州交通大學》2015年碩士論文
【摘要】:鋼結(jié)構橋梁因其強度高、自重輕、塑性和韌性好、施工快捷、容易拆卸等優(yōu)點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)良力學性能,逐漸成為優(yōu)化橋梁構造形式的一種合理選擇。然而,指導我國鋼結(jié)構橋梁設計的《公路橋涵鋼結(jié)構及木結(jié)構設計規(guī)范》(JTJ 025-86)卻仍以容許應力法為基礎,部分內(nèi)容已經(jīng)顯得過時,其中對鋼-混組合梁橋的設計條文也過于簡單,可操作性不強。以概率極限狀態(tài)設計方法為基礎的中國《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》目前還處在征求意見階段。另外,隨著我國綜合國力的提高和國際影響力的增強,一大批土木建筑公司走出國門,承擔的道路橋梁工程項目越來越多。由于氣候、地理等條件的差異,橋梁設計與施工需要參考多國規(guī)范進行。各國規(guī)范從整體分析到局部計算,從荷載效應到結(jié)構抗力,都有不同的力學模型和分析方法。本文就中國公路鋼橋設計規(guī)范與美國《AASHTO LRFD橋梁設計規(guī)范》、英國BS5400《鋼橋、混凝土橋及結(jié)合橋》規(guī)范以及歐洲Eurocodes系列規(guī)范的設計方法和相關計算進行對比分析,主要成果如下:1、對中國、美國、英國和歐洲規(guī)范公路鋼橋設計方法做了比較,除了我國《公路橋涵鋼結(jié)構及木結(jié)構設計規(guī)范》(JTJ 025-86)仍采用容許應力法外,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鋼-混組合梁設計的規(guī)范,我國對鋼-混組合梁的設計條文只有一章,內(nèi)容不能滿足設計需要,需補充和完善。2、運用概率論知識,將描述極限狀態(tài)設計方法的功能函數(shù)求解問題,轉(zhuǎn)化為以可靠度理論為基礎的可靠指標求解問題,并且推導了可靠指標與中心安全系數(shù)和分項安全系數(shù)的關系,論證了用分項安全系數(shù)表示的概率極限狀態(tài)設計法相比用中心安全系數(shù)表示的容許應力法的先進性;3、計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,剛度和強度都得到了明顯提高;推導了鋼-混組合梁在荷載、溫差、收縮、徐變作用下截面應力的計算式;以奇阿瓦大橋為例,分析了其在不同施工階段的力學狀態(tài),發(fā)現(xiàn)對于鋼-混組合連續(xù)梁橋,支點負彎矩較大,會使橋面混凝土板拉應力過大、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)生的較大應力,設計時要注意;4、分別對幾國規(guī)范下的汽車荷載、梯度溫度、收縮、徐變荷載,進行計算分析比較,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,英國規(guī)范偏大,美國規(guī)范偏小;在溫度梯度作用下,按中、美規(guī)范計算的作用效應小于英、歐規(guī)范;在收縮作用下,美國規(guī)范計算的次內(nèi)力遠小于中、歐規(guī)范;在徐變作用下,中、歐規(guī)范計算的次內(nèi)力遠小于美國規(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)抗彎和抗剪驗算等方面,對中外規(guī)范做了比較,發(fā)現(xiàn)對于裂縫寬度的計算,中、英、歐都通過裂縫寬度限值來控制裂縫,美國規(guī)范則通過鋼筋間距來控制裂縫寬度。對于抗彎承載力的計算,中、英、歐規(guī)范按彈性方法計算,美國規(guī)范按塑性方法計算,對于抗剪承載力,各國規(guī)范都只考慮鋼梁的抗剪作用。
[Abstract]:......
【學位授予單位】:蘭州交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:U442.5
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,本文編號:1701824
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