隨著橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步和工程經(jīng)驗(yàn)的積累,波形鋼腹板組合箱梁橋呈現(xiàn)“大跨徑”、“寬橋面”和“新型施工工藝”三大發(fā)展趨勢。近年來,單箱多室波形鋼腹板組合箱梁橋在我國大跨徑橋梁建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。另外,異步澆筑施工因其充分結(jié)合了波形鋼腹板組合箱梁橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),具有施工工期短、安全性高及經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢,具有廣泛的應(yīng)用前景。但單箱多室波形鋼腹板組合箱梁橋剪切與扭轉(zhuǎn)效應(yīng)顯著,且異步澆筑施工期結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜,既有研究主要針對單箱單室等截面箱梁開展,而對單箱多室箱梁的研究尚不完善。本文通過模型試驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬,對大跨徑單箱多室波形鋼腹板組合箱梁橋剪切與扭轉(zhuǎn)性能及采用異步澆筑施工存在的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行一系列的研究,并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法及構(gòu)造優(yōu)化措施,主要研究內(nèi)容如下:(1)通過雙懸臂梁模型試驗(yàn),首次研究了單箱多室波形鋼腹板組合箱梁橋采用常規(guī)懸臂澆筑施工和異步澆筑施工的受力特性,重點(diǎn)對比分析了兩種工藝下主梁的破壞模態(tài)及剪切與扭轉(zhuǎn)性能,給出了異步澆筑施工期抗扭性能及關(guān)鍵部位設(shè)計(jì)建議。(2)針對單箱多室波形鋼腹板組合箱梁承剪機(jī)理及腹板剪應(yīng)力不均勻分布特點(diǎn),基于等效剪切剛度及彎矩等效作用原理提出了適用于變截面梁腹板剪應(yīng)力簡化計(jì)算公式,通過數(shù)值分析提出了實(shí)橋設(shè)計(jì)腹板剪應(yīng)力不均勻系數(shù)取值。綜合評估了波形鋼腹板局部、整體和相關(guān)屈曲計(jì)算公式的適用性,給出了單箱多室波形鋼腹板組合箱梁橋的抗剪設(shè)計(jì)流程并提出了抗剪設(shè)計(jì)精確計(jì)算方法。。(3)基于薄壁箱梁理論推導(dǎo)了單箱多室波形鋼腹板組合箱梁的約束扭轉(zhuǎn)微分方程并進(jìn)行求解,結(jié)合彈性地基梁比擬法和Newmark數(shù)值法求解了單箱多室波形鋼腹板組合箱梁畸變微分方程,并通過模型試驗(yàn)驗(yàn)證了扭轉(zhuǎn)與畸變計(jì)算方法的適用性。(4)通過1組雙懸臂梁模型試驗(yàn),研究了內(nèi)襯混凝土對波形鋼腹板組合箱梁剪切與扭轉(zhuǎn)性能的影響,揭示了內(nèi)襯混凝土承剪比隨荷載的變化規(guī)律。利用有限元分析了內(nèi)襯混凝土布置形式及幾何參數(shù)對單箱多室波形鋼腹板組合梁橋力學(xué)性能的影響,給出了實(shí)橋工程中內(nèi)襯混凝土構(gòu)造數(shù)設(shè)計(jì)建議。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U441
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 波形鋼腹板組合橋梁應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 單箱多室波形鋼腹板組合箱梁力學(xué)性能試驗(yàn)研究
    2.1 概述
    2.2 異步澆筑施工特點(diǎn)
    2.3 試驗(yàn)概況
    2.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    2.5 本章小結(jié)
3 單箱多室波形鋼腹板組合箱梁橋剪切性能研究
    3.1 概述
    3.2 波形鋼腹板組合箱梁剪應(yīng)力計(jì)算及試驗(yàn)驗(yàn)證
    3.3 對稱荷載作用下單箱多室波形鋼腹板剪應(yīng)力不均勻分配系數(shù)
    3.4 波形鋼腹板組合箱梁剪切屈曲性能研究
    3.5 單箱多室變截面波形鋼腹板組合箱梁橋抗剪設(shè)計(jì)
    3.6 本章小結(jié)
4 單箱多室波形鋼腹板組合箱梁扭轉(zhuǎn)與畸變性能研究
    4.1 概述
    4.2 波形鋼腹板組合箱梁等效特性
    4.3 單箱多室波形鋼腹板組合箱梁扭轉(zhuǎn)分析
    4.4 單箱多室波形鋼腹板組合箱梁畸變分析
    4.5 扭轉(zhuǎn)與畸變效應(yīng)計(jì)算公式的適用性驗(yàn)證
    4.6 單箱多室波形鋼腹板組合箱梁扭轉(zhuǎn)與畸變參數(shù)分析
    4.7 本章小結(jié)
5 內(nèi)襯混凝土對波形鋼腹板組合箱梁橋剪切與扭轉(zhuǎn)性能的影響
    5.1 概述
    5.2 鋼-混組合腹板的等效剪切剛度及承剪比
    5.3 波形鋼腹板內(nèi)襯混凝土剪切與扭轉(zhuǎn)性能試驗(yàn)研究
    5.4 單箱多室波形鋼腹板組合箱梁橋內(nèi)襯混凝土布置方式
    5.5 內(nèi)襯混凝土構(gòu)造參數(shù)分析
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄1 作者攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的科技成果
附錄2 作者攻讀博士學(xué)位期間參與的課題研究情況
附錄3 作者攻讀博士學(xué)位期間獲得的獎勵榮譽(yù)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2845380