【摘要】：我國(guó)中小跨徑橋梁具有量大面廣的特點(diǎn),傳統(tǒng)中小跨徑裝配式梁橋存在結(jié)構(gòu)形式和材料單一、建造品質(zhì)不高、結(jié)構(gòu)使用耐久性不足等問(wèn)題。為豐富中小跨徑梁橋結(jié)構(gòu)形式和提升公路橋梁品質(zhì),推動(dòng)橋梁工業(yè)化進(jìn)程,本文系統(tǒng)梳理了國(guó)內(nèi)外不同中小跨徑梁橋裝配式形式,引入歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用廣泛的典型中小跨徑梁橋結(jié)構(gòu)形式:工字形鋼板組合梁橋和工字形PC組合梁橋�；谖覈�(guó)現(xiàn)行規(guī)范對(duì)這兩種橋型進(jìn)行了設(shè)計(jì),對(duì)這兩種橋型的承載性能做了深入研究,探討這類橋型在我國(guó)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)安全性、施工高效性及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等問(wèn)題。完成的主要工作如下:(1)系統(tǒng)比較分析中小跨徑我國(guó)傳統(tǒng)預(yù)制裝配式PC梁橋以及歐美多種混凝土和鋼混組合梁橋結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)及適用條件�；跇蛄汗I(yè)化理念,提出了 三個(gè)體系、兩拼兩連‖中小跨徑梁橋裝配式體系,對(duì)既有的橋型進(jìn)行了評(píng)價(jià)。推薦工字形鋼板組合梁橋和工字形PC組合梁橋分別作為我國(guó)中小跨徑裝配式混凝土梁橋和鋼混組合梁橋的主要選型。(2)基于ABAQUS有限元軟件,建立鋼板組合梁和PC組合梁有限元計(jì)算模型,通過(guò)和典型試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析,驗(yàn)證了模擬的合理性�；诿绹�(guó)鋼板組合梁橋通用圖,按照我國(guó)規(guī)范初步設(shè)計(jì)了20m~40m 5套簡(jiǎn)支鋼板組合梁橋圖紙。通過(guò)有限元計(jì)算對(duì)比分析了本文設(shè)計(jì)圖和同跨徑美國(guó)通用圖的單梁以及全橋受力性能,雙主梁鋼板組合梁橋與多主梁鋼板組合梁橋破壞路徑。研究表明我國(guó)規(guī)范設(shè)計(jì)的鋼板組合梁安全儲(chǔ)備富裕較多,雙主梁鋼板組合梁橋抗災(zāi)性能弱于多主梁。(3)通過(guò)PC組合梁30m裸梁及組合梁受彎破壞足尺加載試驗(yàn),研究分析了預(yù)應(yīng)力摩擦損失、荷載-撓度關(guān)系、跨中混凝土應(yīng)變、裂縫發(fā)展以及受彎破壞特征。采用拉板式彎起器時(shí),給出考慮角度修正的折線先張法預(yù)應(yīng)力摩擦損失計(jì)算公式。試驗(yàn)研究表明組合梁橋面板能夠參與結(jié)構(gòu)受彎工作,有效改善結(jié)構(gòu)抗彎性能。研究表明我國(guó)現(xiàn)行預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范適用于PC組合梁設(shè)計(jì)。(4)從材料用量角度,研究比較兩種組合梁與T梁及小箱梁經(jīng)濟(jì)性。研究分析組合梁施工便利性、構(gòu)件更換快速性以及質(zhì)量可控性等技術(shù)性特點(diǎn)。從設(shè)計(jì)理念、規(guī)范體系及鋼材品種等方面思考了推廣組合梁橋的建議。
【圖文】：

梁工業(yè)化、快速建造理念的提出，近年來(lái)，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家中小跨徑橋梁結(jié)豐富，形成了以工字形 PC 組合梁橋、大 T 形梁及 U 形組合梁橋?yàn)榇淼墓?PC 梁橋結(jié)構(gòu)，以 U 型鋼組合梁、鋼板組合梁、鋼箱組合梁及鋼桁組合梁為化鋼混組合橋梁結(jié)構(gòu)[5]。這些橋型結(jié)構(gòu)各部件均可以實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制、裝配效提升了橋梁建設(shè)質(zhì)量及建設(shè)效率。橋型中，采用折線先張法施工的工字形 PC 組合梁橋（BULB-T Beam Bridge）組合梁應(yīng)用最為廣泛。工字形 PC 組合梁橋自 20 世紀(jì) 50 年代開始在美國(guó)應(yīng)跨徑橋梁中應(yīng)用非常廣泛[6]~[7]。它是由寬翼緣工字梁、橋面板、橫梁及連接種組合截面形式，如圖 1.3 所示。相比于傳統(tǒng) T 形梁，PC 組合梁橋?qū)?T 形計(jì)為橋面板，主梁與橋面板共同承受活荷載，減少了主梁尺寸，降低了主梁板后期更換方便，，提高了結(jié)構(gòu)使用壽命。采用先張法施工預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力損錨具、波紋管道等材料，工廠化程度高，預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量及耐久性好，后期維全壽命周期更優(yōu)[8]~[10]。

第一章 緒論工字形鋼板組合梁結(jié)構(gòu)是組合梁結(jié)構(gòu)體系中材料指標(biāo)最低、使用最廣泛的結(jié)構(gòu)。鋼板組合梁橋上部結(jié)構(gòu)主要由工字形鋼主梁、混凝土橋面板和聯(lián)結(jié)系三部分構(gòu)成，如圖 1.4鋼板組合梁橋具有承載能力高，跨越能力強(qiáng)；延性、抗沖擊韌性好，抗震性能好；施工工期短，質(zhì)量可控；受到破壞后，易于修復(fù)和更換；廢舊鋼材可回收，實(shí)現(xiàn)資源再利用，符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求等優(yōu)點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U441

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2683473