波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-07-04 10:27本頁面
【正文】 乎接近于零。上、下翼板的縱向正應(yīng)變近似符合一虛線平面，該平面稱為“擬平截面”。日本學(xué)者做了波紋鋼腹板組合梁的實(shí)驗(yàn)研究，日本的谷口望和依田照彥（1997年）通過分層的方法對(duì)波紋鋼腹板組合梁進(jìn)行了非線性彎曲分析。對(duì)于一般的鋼－混凝土組合梁而言，在計(jì)算彎曲應(yīng)變時(shí)普遍采用了平截面假定，大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)也證實(shí)了平截面假定的采用是可行的，計(jì)算精度能保證工程需要。表2—1列出了各種波紋的形狀系數(shù)。對(duì)于與波紋鋼板水平投影等長的平鋼板，在作用下的軸向變形為：；當(dāng)取單位寬度平鋼板時(shí), （）由，可得：若取，則有，此時(shí)。一般情況下，波紋鋼腹板的軸向有效彈性模量與波高和板厚以及波紋形狀等有關(guān)系，它可用下式來表達(dá)： ()式中：—鋼板的彈性模量；—波紋高度；—鋼板厚度；—波紋形狀系數(shù)。第2章 波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁抗彎性能研究 波紋鋼腹板的軸向變形特性波紋鋼板應(yīng)用于鋼－混凝土組合梁的一個(gè)重要原因就是利用它的抗彎特性。同時(shí)許多國家政府部門不斷的將大量資金的投入該領(lǐng)域，而且是將模型試驗(yàn)與理論的有限元分析地結(jié)合起來進(jìn)行的。自20世紀(jì)末至今，世界各國在大量各種類型的修建波紋鋼腹板組合PC箱梁橋的過程中，不斷完善和優(yōu)化波紋鋼腹板組合箱梁橋的設(shè)計(jì)、施工和管理，而且許多歐美國家己經(jīng)制定或者正在制定相關(guān)的設(shè)計(jì)、施工規(guī)范。隨后在2003年，西村宣男以及加藤久人教授又利用改進(jìn)的梁彎曲理論，推導(dǎo)出了采用波紋鋼腹板的斜拉橋以及連續(xù)梁的實(shí)用分析計(jì)算方法。隨后在 1999年，上平嫌二教授又對(duì)橫隔板間距對(duì)抗扭剛度的影響作了深入的分析研究，在此基礎(chǔ)上得到了鋼腹板PC組合梁的橫隔板間距與抗扭剛度的關(guān)系曲線。20世紀(jì)末，日本學(xué)者依田照彥和谷口望教授采用非線性方法對(duì)鋼腹板PC組合梁進(jìn)行了分析，該分析數(shù)據(jù)與試驗(yàn)結(jié)果相比被證實(shí)為真實(shí)。除此之外，日本針對(duì)本國波紋鋼腹板PC組合箱梁橋的構(gòu)造特點(diǎn)，通過大量的強(qiáng)度試驗(yàn)，研究出了數(shù)種波紋鋼腹板與混凝土頂板及底板的連接方式，并得出了一整套鋼腹板與混凝土接合部處理方式的設(shè)計(jì)理念。表1—1 國內(nèi)外部分已建及在建橋梁序號(hào)橋名結(jié)構(gòu)形式建成年份1Cognac（法國）3跨連續(xù)梁19862Tronko（挪威）20世紀(jì)80年代3Caracas（委內(nèi)瑞拉）20世紀(jì)80年代4本谷橋（日本）3跨連續(xù)梁19985A ltw ipfergrund 橋（德國）3跨連續(xù)梁20016下田橋（日本）4跨連續(xù)剛構(gòu)20027矢作川橋（日本）4跨復(fù)合斜拉橋20048長征人行橋（中國）3跨連續(xù)梁200510潑河大橋（中國）200511東營銀座人行橋（中國）200712南山大橋（中國）3跨連續(xù)梁在建13滁河特大橋3跨連續(xù)梁在建14鄄城黃河公路大橋（中國）連續(xù)梁在建15紫金大橋（中國）3跨連續(xù)梁主跨在建日本為了精確得到波紋鋼腹板的抗剪、彎及變形值，針對(duì)本國波紋鋼腹板PC梁橋做了大量的有限元分析，成橋后的靜動(dòng)荷載試驗(yàn)等。（3）對(duì)波紋鋼腹板PC箱梁實(shí)橋的設(shè)計(jì)、施工研究：對(duì)于波紋鋼腹板PC組合箱梁橋來說，法國以及日本在這方面的研究較多，并且其研究的重點(diǎn)在實(shí)際工程應(yīng)用。波形鋼腹板PC組合箱梁作為一種新型的鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)，充分利用了混凝土抗壓，波形鋼腹板抗剪屈服強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，有效地將鋼，混凝土兩種材料結(jié)合起來，揚(yáng)長避短，提高了材料的使用效率，只一種經(jīng)濟(jì)，合理，高效的結(jié)構(gòu)形式，隨著我國對(duì)波形鋼腹板PC組合箱梁結(jié)構(gòu)研究不斷深入和應(yīng)用技術(shù)的成熟，它將在我國的橋梁工程中得到越來越廣泛的應(yīng)用。對(duì)均布荷載作用下波紋鋼腹板梁極限承載能力的影響因素(主要因素有:波紋鋼腹板的初始幾何缺陷、波紋鋼腹板的應(yīng)力一應(yīng)變曲線、波紋鋼板在加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、荷載的作用位置以及分布長度等)進(jìn)行了研究，在通過非線性有限元法計(jì)算后，得到了許多對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)施工很重要的結(jié)論。在當(dāng)時(shí)，數(shù)值分析已經(jīng)作為承載力研究中的一項(xiàng)重要應(yīng)用技術(shù)。（2）關(guān)于波紋鋼腹板承載能力研究：早在Basler時(shí)代，世界上很多國家的學(xué)者都對(duì)柔腹板板梁的承載能力做了相關(guān)的試驗(yàn)，同時(shí)也對(duì)其理論進(jìn)行了深入研究，其中對(duì)于波紋鋼腹板梁的研究并沒有像帶加勁肋的平鋼腹板梁一樣普及。埃格蘭和哈明頓教授進(jìn)行的有限元分析計(jì)算結(jié)果，與得其試驗(yàn)結(jié)果基本相吻合。模型試驗(yàn)結(jié)果表明，波紋鋼腹板箱梁首先是開始于上翼緣板的屈服，直接導(dǎo)致波紋腹板的屈曲破壞。（1）波紋腹板箱梁抗彎研究：波紋鋼腹板箱梁在純彎狀態(tài)下的應(yīng)力和破壞特征的理論，是基于埃格蘭和哈明頓教授于20世紀(jì)90年代初做的波紋鋼腹板箱梁抗彎試驗(yàn)。通過查閱文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)資料，將收集到的國內(nèi)外部分已建及在建波形鋼腹板PC組合箱梁橋列成表1—1。 波形鋼腹板外部結(jié)構(gòu)隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略決策的實(shí)施, 高等級(jí)公路已由城市向山區(qū)發(fā)展,而西部大部分是重丘區(qū)和山區(qū),為了適應(yīng)“輕質(zhì)、高強(qiáng)、長效”的要求,必須探索出一種技術(shù)上可行,經(jīng)濟(jì)效益高,施工方便且美觀并與西部的生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的橋梁結(jié)構(gòu), 而波形鋼腹板PC 箱梁橋便是一種較好的選擇。該結(jié)構(gòu)自重輕，抗震性能好，運(yùn)輸和吊裝方便，經(jīng)濟(jì)美觀，綜合優(yōu)勢突出，可以解決現(xiàn)在很多大跨連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu)中出現(xiàn)的混凝土腹板開裂問題，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。 波形鋼腹板的外形、波紋鋼腹板PC組合箱梁是一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)形式，它是由混凝土頂?shù)装?、體外預(yù)應(yīng)力筋和波紋鋼腹板構(gòu)成的組合結(jié)構(gòu)，是對(duì)傳統(tǒng)的混凝土橋梁的一種改進(jìn)。由于波形鋼腹板不抵抗作用的軸向力，所以能有效地對(duì)混凝土頂板底板施加預(yù)應(yīng)力。由于不需要混凝土腹板，相應(yīng)減少了鋼筋和模板的拼裝、拆除作業(yè)，縮短了工期。（文獻(xiàn)綜述）這種組合箱梁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：占自重25%左右的腹板采用輕型鋼板，可以大幅度減輕箱梁的自重，使包括基礎(chǔ)工程在內(nèi)的下部結(jié)構(gòu)材料用量和造價(jià)減少。此課題對(duì)波形鋼腹板組合箱粱的受力特性問題的研究，證明了設(shè)計(jì)計(jì)算方法的臺(tái)理性，同時(shí)也為促進(jìn)我國廣泛研究和修建同類型橋梁在理論上提供了支持。并且，波形鋼腹板 不約束箱梁頂板和底板由于徐變和干燥收縮所產(chǎn)生的變形，避免了由于鋼腹板的約束作用所造成的箱粱截面預(yù)應(yīng)力損失，加之又采用了體外預(yù)應(yīng)力索，免除了在混凝土腹板內(nèi)預(yù)埋管道的繁雜工藝減少了預(yù)應(yīng)力鋼筋的用量。在結(jié)構(gòu)上看， 波形鋼腹板PC組合箱梁充分利用了混凝士抗壓，波形鋼腹板質(zhì)輕、抗剪屈服強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。工程對(duì)比計(jì)算表明，與PC箱粱相比，波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力組合箱梁的混凝土減少22％，縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋減少33％，普通鋼筋減少10％。 ultimate moment capacity目 錄第1章 緒 論……………………………………………………………………………1 第2章 波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁抗彎性能研究 9 10 14 14 17 18 18 19 19…………………………………………………………………………20第3章 波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁算例…………………..................................23 第4章 結(jié)論參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………… 26致 謝………………………
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