钢混结合梁曲线桥结构性能研究

论文摘要

钢-混凝土组合梁结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构,其与木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构并列,已经扩展成为第五大结构（组合结构）,它是通过连接件把钢梁和混凝土板连接成整体而共同工作的受弯构件。在荷载作用下,混凝土板受压而钢梁受拉,充分发挥钢材与混凝土的材料特性,实践表明,它兼顾钢结构和混凝土结构的优点,具有显著的技术经济效益和社会效益,将成为结构体系的重要发展方向之一,作为组合结构体系中重要的横向承重构件的钢一混凝土组合梁在建筑及桥梁结构等领域必将具有广阔的应用前景。本文以钢混组合梁弯桥为工程背景,利用大型有限元程序sap2000和ANSYS,分析不同连接键的受力特点,连接键的受力的分析方法,分析了不同连接键的形式对曲线钢—混结合梁桥的内力影响;分析了混凝土收缩和徐变对曲线钢—混结合梁桥的内力影响及混凝土收缩徐变在组合梁内力分析中的计算方法。阐述曲线结合梁中预应力计算方法,分析了预应力对组合梁内力的影响;研究了负弯矩区设计控制措施和计算方法及负弯区裂缝的分析方法;结合实桥研究了曲线钢混组合梁桥动力性能。本文的研究成果可供同类桥梁设计参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 钢混组合梁发展概况
• 1.2 钢混凝土组合梁的优缺点
• 1.3 钢混凝土组合梁的新发展
• 1.4 本文研究目的及内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 曲线钢-混凝土结合梁桥设计理论和计算方法的研究
• 2.1 曲线箱梁桥受力特点
• 2.2 曲梁基本体系
• 2.3 连续曲线梁的三弯矩方程
• 2.4 曲线箱梁桥的计算方法
• 2.4.1 数值计算方法
• 2.4.2 实用计算方法
• 第三章 连接键的形式对曲线钢—混结合梁桥的内力影响及其受力分析方法
• 3.1 栓钉
• 3.1.1 栓钉连接件的应用形式
• 3.1.2 栓钉的受力分析方法
• 3.1.3 剪力传递机理
• 3.1.4 推出试验评价及栓钉强度
• 3.2 栓钉刚度对曲线结合梁桥内力的影响
• 3.3 小结
• 第四章 混凝土收缩和徐变对曲线钢—混结合梁桥的内力影响
• 4.1 收缩徐变的基本概念
• 4.1.1 混凝土的收缩
• 4.1.2 混凝土的徐变
• 4.2 收缩、徐变对桥梁结构的影响
• 4.3 桥梁收缩徐变效应的分析方法
• 4.3.1 经典徐变分析方法
• 4.3.2 常用平面杆系有限元方法
• 4.3.3 非线性求解
• 4.4 Sap2000建模分析
• 4.4.1 收缩应变数学模型
• 4.4.2 徐变系数数学模型
• 4.4.3 建模分析
• 4.5 小结
• 第五章 预应力对曲线钢—混结合梁桥内力的影响及计算方法
• 5.1 预应力对曲线钢—混结合梁桥内力的影响
• 5.1.1 计算理论和分析方法
• 5.1.2 预应力对结合梁桥内力的影响
• 5.2 预应力计算方法
• 5.2.1 预应力筋与孔道壁之问的摩阻力
• 5.2.2 空间曲线钢束弯转包角
• 5.2.3 μ和k的取值
• 5.3 预应力效应的计算机模拟
• 5.4 小结
• 第六章 曲线钢—混结合梁桥负弯矩区的分析和设计
• 6.1 负弯矩区混凝土裂缝计算方法
• 6.1.1 钢混凝土裂缝宽度的研究
• 6.1.2 影响裂缝宽度的主要因素
• 6.1.3 裂缝宽度计算公式
• 6.2 负弯矩区的分析方法
• 6.2.1 负弯矩区的力学特点
• 6.2.2 ANSYS建模分析
• 6.3 小结
• 第七章 曲线钢—混结合梁桥动力性能研究
• 7.1 模态分析
• 7.1.1 特征向量分析
• 7.1.2 Ritz向量分析
• 7.2 车辆荷载分析
• 7.2.1 车辆荷载分步加载静力分析
• 7.2.2 车辆荷载分步加载时程分析
• 7.2.3 车道荷载分析
• 7.3 小结
• 第八章 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考资料
• 致谢