钢箱—砼组合连续刚构桥桥道板设计方法研究

论文摘要

以导师为首的课题组在开展交通部西部交通建设项目（200631881448）“钢—砼组合拱桥竖转设计与施工关键技术研究”的过程中,提出“钢箱—砼组合连续刚构桥”的构想,本文以云南小湾大桥为工程依托,针对钢箱-砼组合连续刚构桥的桥道板构造、纵横向预应力筋配置、桥道板横向联结等内容开展了研究,取得如下主要成果：以小湾大桥为依托工程,按钢箱-砼组合连续刚构桥进行了总体设计,从受力性能、施工技术、经济指标等方面分析论证该方案的可行性和合理性。根据钢箱-砼组合连续刚构桥结构及施工特点,拟定了预制桥道板的结构尺寸；在满足桥道板极限承载力要求的前提下,以截面用料最小为目标函数对桥道板进行优化分析；针对钢箱-砼组合连续刚构桥的力学特点,在前人研究成果的基础上,结合现行规范提出了桥道板的纵向、横向预应力筋设计方法。提出预制桥道板横向接缝的一种构造形式,用abaqus有限元软件建立了预制桥道板横向接缝的实体有限元模型,分析认识了预制桥道板横向联结榫头、榫孔应力和位移的传力性能；建立了桥道板两次张拉纵向预应力筋的实体有限元模型,对张拉节段锚定区域的应力分布特性进行了研究,初步认识了桥道板内由锚具传递纵向预应力的应力扩散特征。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 预应力混凝土连续刚构桥概述
• 1.1.1 预应力混凝土连续刚构桥的发展
• 1.1.2 连续刚构桥的趋势
• 1.1.3 预应力混凝土连续刚构桥的特点
• 1.2 钢-混凝土组合梁桥的发展
• 1.2.1 钢-混凝土组合结构类型及其发展概况
• 1.2.2 钢-混凝土组合结构的特点
• 1.2.3 钢与混凝土组合结构研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 第二章 依托工程桥梁总体设计
• 2.1 小湾大桥工程背景
• 2.2 桥型方案选择
• 2.3 钢箱-砼组合连续刚构桥的设计要点
• 2.4 钢箱-砼组合连续刚构桥施工步骤
• 2.5 钢箱-砼组合连续刚构桥的主要优点
• 2.6 小结
• 第三章 钢箱-砼组合连续刚构桥桥道板的构造
• 3.1 钢箱-砼组合连续刚构桥桥道板的选型
• 3.1.1 组合梁桥现浇混凝土桥道板的优缺点
• 3.1.2 先施纵向预应力后联结成梁桥道板的优缺点
• 3.1.3 墩顶负弯矩区桥道板的构造特点
• 3.2 桥道板截面尺寸的拟定
• 3.2.1 桥道板翼板的宽度
• 3.2.2 桥道板横截面高度
• 3.2.3 桥道板承托设计
• 3.2.4 桥道板截面尺寸优化
• 3.3 桥道板与钢箱的剪力键预留孔
• 3.3.1 剪力键预留孔的作用机理分析
• 3.3.2 预制桥道板剪力键预留孔的构造
• 3.4 小结
• 第四章 钢箱-砼组合连续刚构桥道板的配筋原理
• 4.1 连续刚构桥主梁内力分析
• 4.1.1 主梁内力计算结果
• 4.2 桥道板纵向预应力筋的配置
• 4.2.1 纵向预应力束的布置
• 4.2.2 纵向预应力束根数的确定
• 4.3 横向预应力筋的布置
• 4.3.1 混凝土桥道板应满足的应力条件
• 4.3.2 C++应用程序
• 4.3.3 桥道板节段有限元模型分析
• 4.3.4 钢箱-砼组合连续刚构桥道板节段有限元模型计算数据
• 4.3.5 桥道板横向预应力布置
• 4.4 桥道板的普通钢筋构造
• 4.5 小结
• 第五章 桥道板横向接缝与锚固性能研究
• 5.1 预制桥道板横向接缝构造
• 5.1.1 接缝榫头和榫孔的构造
• 5.1.2 桥道板的翼板榫头和榫孔的力学性能分析
• 5.1.3 桥道板的中间榫头和榫孔的应力分布
• 5.2 纵向预应力锚固区域传力机制研究
• 5.2.1 单次张拉纵向预应力作用下锚定口受力性能
• 5.2.2 两次张拉纵向预应力桥道板锚定口的受力性能
• 5.3 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果