發(fā)布時間：2020-09-11 16:24

　　 矩形鋼管混凝土組合桁梁橋由矩形鋼管混凝土桁架和混凝土橋面板組成,是一種新型橋梁結構形式,具有抗彎剛度大、自重輕、施工便捷、經濟性能好等優(yōu)點。本文在國家自然科學基金項目(51378068)的資助下,對中等跨徑矩形鋼管混凝土組合桁梁橋通用圖進行設計,并對組合桁梁負彎矩區(qū)受力性能及節(jié)點承載力進行研究。本文主要開展了以下幾方面工作并得到相關結論:(1)對中等跨徑矩形鋼管混凝土組合桁梁橋的設計流程、構造要求、計算方法進行了梳理和總結,提出了適用于組合桁梁橋負彎矩區(qū)設計計算的簡化力學模型。(2)根據現(xiàn)行設計規(guī)范,對50、60、70、80m四種跨徑的矩形鋼管混凝土連續(xù)組合桁梁橋通用圖進行設計和計算,并對其技術經濟性進行統(tǒng)計分析。結果表明,該通用圖施工階段及成橋階段結構驗算滿足現(xiàn)行規(guī)范要求,與傳統(tǒng)預應力混凝土箱梁橋相比,組合桁梁橋技術經濟優(yōu)勢明顯。(3)開展了矩形鋼管混凝土組合桁梁負彎矩區(qū)節(jié)段模型試驗,對結構荷載-位移曲線、破壞模式、各階段特征荷載進行分析,并根據組合桁梁的簡化力學模型對不同加載階段的結構特征荷載進行了討論。結果表明,在加載過程中混凝土板的開裂和桿件的屈服導致結構塑性變形增大,最終節(jié)點處焊縫撕裂,組合桁梁喪失承載力;簡化力學模型計算得到的結構特征荷載與實際值吻合較好,可為矩形鋼管混凝土組合桁梁負彎矩區(qū)的設計和計算提供參考。(4)總結組合桁梁橋節(jié)點破壞模式,采用非線性有限元軟件ABAQUS對組合桁梁橋通用圖節(jié)點破壞模式、承載力進行精細化分析計算,并與相關規(guī)范中節(jié)點承載力公式進行對比。結果表明,整體節(jié)點內填混凝土并設置PBL鍵后,節(jié)點承載力得到提高,使得桿件屈服先于節(jié)點破壞發(fā)生。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U442.5
【部分圖文】：

距均為 3.8m。（a）實橋 （b）橫斷面示意圖1.1 向家壩大橋主梁上弦采用槽鋼，埋入 C40 鋼筋混凝土橋面板中。橋面板厚 24cm，按單向板設計，橋面鋪裝厚 6cm。為減少墩頂負彎矩區(qū)橋面板拉應力，在墩頂左右各 24.7m 范圍內設置縱向預應力鋼筋。下弦為鋼管混凝土構件，管內混凝土強度等級為 C50，并加入適量的膨脹劑以降低混凝土收縮徐變的影響。為減小墩頂負彎矩區(qū)鋼管壓應力，對墩頂附近兩節(jié)間的下弦桿鋼管截面局部加大

45.3+4×44.5+45.3+12=279.6m。（a）實橋 （b）橫斷面示意圖1.2 干海子大橋上部結構采用等截面圓鋼管混凝土組合桁梁，梁高 4.4m，高跨比 1/9~1/14。下弦桿采用管徑 813mm 的鋼管混凝土構件，管內混凝土強度等級為 C60，腹桿采用管徑406mm 的空鋼管構件，布置形式為三角形。當跨徑為 62.5m 時，在橋墩處設置斜撐。主梁分左、右兩幅設計，單幅橋呈三角形布置，桁間距 4.4m

向預應力鋼筋的張拉等工作。（a）格構式墩 （b）混合橋墩 （c）橫向連接圖1.3 干海子大橋橋墩將原設計 T 梁橋方案和干海子大橋主要材料指標列于表 1.2，相比于簡支 T 梁橋，干海子大橋混凝土用量減少 92100m3（64%），鋼材用量減少 4592t（24%），總造價節(jié)約3000 多萬元。由此可見，鋼管混凝土組合桁梁橋具有明顯的技術經濟優(yōu)勢。表1.2 干海子大橋主要材料指標對比橋名材料干海子大橋 原 T 梁橋 材料用量比值混凝土（m3） 52207 144307 0.36鋼管（t） 8057 00.76鋼筋與型鋼（t） 7015 19664（3）黃延橋[8]-[9]黃延橋是陜西境內黃延高速 K15+644.312 里程處一座車行橋，橋長 96.96m，是國內首座矩形鋼管混凝土組合桁梁橋（圖 1.4）。該橋為三跨連續(xù)剛構橋

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