波形钢腹板-混凝土组合箱梁截面变形的拟平截面假定及其应用研究

为使波形钢腹板-混凝土组合箱梁的正截面弯曲应力计算能够应用平截面假定,根据该组合箱梁模型试验在弹性阶段的应变实测数据和空间有限元计算结果,忽略波形钢腹板的抗弯贡献,假设上、下翼板的混凝土纵向正应变在弹性阶段符合“拟平截面假定”,并运用变分法理论进行了证明。算例表明据“拟平截面假定”计算的翼板应力计算值与有限元法计算结果吻合。“拟平截面假定”为波形钢腹板-混凝土组合箱梁的弯曲应力计算及抗弯承载力计算在理论上提供了必要的变形协调条件。

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的结构设计

钢 -混凝土组合结构桥梁在日本和欧美得到了广泛的应用 ,其特点在于它充分利用了混凝土和钢的材料特点。通过分析波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的构造特征和力学特性 ,阐述了这种新型的组合结构的设计方法 ,并介绍了国外的桥梁实例。

钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展

钢-混凝土组合结构桥梁近年来在我国得到了迅速的发展。在传统桥梁结构形式的基础上,发展多种新型组合结构桥梁形式,拓宽组合结构桥梁的应用领域。介绍近年来在钢-混凝土组合结构桥梁方面的最新研究进展,内容包括波形钢腹板组合梁桥、槽型钢-混凝土组合梁桥、钢-混凝土组合刚构桥、双重组合作用连续组合梁桥和大跨斜拉桥组合桥面系。通过对传统结构形式的改进和发展,可充分发挥组合结构桥梁的综合优势,研究结果表明,钢-混凝土组合结构桥梁具有广阔的推广应用前景。

悬臂钢桁-波形钢腹板组合桥梁设计与研究

悬臂钢桁-波形钢腹板组合桥梁是一种新型桥梁结构。钢桁-波形钢腹板共同工作,波形钢腹板主要解决纵向抗剪问题,悬臂钢桁主要解决横向抗弯问题。波形钢腹板组合桥梁形成纵向箱形结构,钢管混凝土桁形成横向悬臂结构。施工时两次形成横断面,可以有效减小箱梁横向宽度,方便运输及安装,桁架的上端与悬臂板刚性连接,钢桁的下端与箱梁底板刚性连接,采用抗拔不抗剪栓钉,解决受拉区混凝土抗裂问题,共同形成悬臂钢桁-波形钢腹板组合桥梁结构。对于主桥结构采用Midas/Civil 2010空间有限元分析程序进行分析的结果表明,空间放射性钢管混凝土组合桥墩处于弹性工作状态,主梁第1阶自振频率2.65 Hz,桥梁结构整体刚度好;第1阶屈曲稳定分析特征值为18.18,桥梁结构稳定性好。

波形钢腹板-双管弦杆-混凝土板组合连续箱梁受弯性能

提出了新型波形钢腹板-双管弦杆-混凝土板组合梁,混凝土顶板与双钢管混凝土下弦杆由波形钢腹板连接。为了分析新型组合梁在正、负弯矩作用下的受弯性能,进行了组合连续梁的受弯试验,研究了试验梁的破坏模式、变形特性、应变特性与混凝土顶板裂缝发展规律。根据试验结果,提出了新型组合梁的变形和承载力计算方法,并验证了方法的有效性。试验结果表明:在正、负弯矩区段,组合截面波形钢腹板各测点纵向应变很小,跨中和支点处纵向应变峰值仅为下弦杆的3.7%和5.1%,可忽略不计;混凝土顶板和钢管混凝土下弦杆纵向应变沿截面高度方向基本呈线性变化,满足平截面假定,在外荷载作用下共同受力;当组合试验梁达到开裂荷载140kN时,主梁跨中挠度理论计算值为5.8mm,试验值为5.5mm,误差约为5%,当组合试验梁跨中截面达到极限抗弯承载力时,荷载理论计算值为399kN,试验值为415kN,试验值略高于理论计算值,但两者误差很小,约为4%,说明该组合梁的挠度和抗弯承载力理论计算方法简单、可靠。

贵州两渡水湘江大桥主桥设计关键技术

贵州两渡水湘江大桥主桥为(72+120+72)m波形腹板钢槽组合梁大跨变截面连续刚构桥。针对传统波形钢腹板组合箱梁桥底板混凝土结构自重仍然偏大、底板易开裂、下翼缘混凝土与波形钢腹板易脱离等问题,该桥主梁采用自重轻、底板抗裂能力强的波形腹板钢槽组合梁结构。主梁顶板宽20.25 m,单箱双室变截面。为解决组合梁根部钢底板受力复杂、抗压稳定性差的难题,在负弯矩区组合梁钢底板上设置混凝土层,形成顶、底板双重组合结构。为提高混凝土桥面板和钢主梁之间的抗剪承载力、有效防止桥面板横向角隅弯矩导致的竖向掀起问题,剪力连接件采用开孔钢板的双PBL键。主梁墩顶0号块采用全混凝土结构,钢-混结合段采用后承压式构造。主梁横隔板采用实腹式和桁架式两种结构形式,在提高结构抗畸变和抗扭转能力的同时,大幅降低了工程用钢量。主墩采用壁厚1.8 m的双肢实体薄壁墩。结构整体和局部计算分析表明,桥梁具有较好的安全性和适应性。

汉江特大桥结构选型及上部结构设计优化

通过对比湖北鲍家洲汉江特大桥的结构设计方案,确定了汉江大桥的桥型优化设计方案。该桥主桥采用波形钢腹板-钢桁腹预应力混凝土组合梁,单箱双室,箱梁高度以及箱梁底板厚度按2.0次抛物线变化,箱梁端部高度14.5 m,跨中高度4.5 m,跨中段采用波形钢腹板,其余段采用钢桁腹板,引桥采用4.0 m等高钢桁腹预应力混凝土组合梁,桥宽26 m。钢桁腹预应力混凝土组合梁与混凝土顶、底板的连接采用整体式组合节点。分析结果表明:桥型结构简单,节省材料、架设安装方便,充分发挥了波-桁组合材料的力学性能;提高了截面的使用效率,有效减轻了桥梁自质量,提高了桥梁结构耐久性。