p钢-混凝土组合(箱)梁桥建设成套技术研究 下载本文

梁耦合振动计算方法,给出波纹钢腹板预应力组合箱梁冲击系数合理取值范围。由交通部公路科学研究院和北京交通大学共同完成。

专题六:钢腹板与上下混凝土翼缘板的剪力连接构造研究

波纹钢腹板同混凝土顶、底板的结合部直接关系到整个桥梁的承载,是设计该类桥梁中非常关键的环节。本专题针对钢腹板与上下混凝土翼缘板的剪力连接构造,在总结国外设计形式和理念的基础上,对连接处的详细构造和理论计算方法进行研究,并采用室内模型试验进行验证,将研究成果应用于依托工程。由交通部公路科学研究院和清华大学共同完成。

专题七:预应力钢筋转向装置和锚固体系的设计研究

对于波纹钢腹板预应力组合桥梁,其预应力通常采用外部预应力体系,预应力在梁体之内与混凝土无粘结,采用钢筋混凝土中间隔板式结构进行转向,在锚固端处完全靠锚具传递给结构,这样转向肋与钢腹板局部以及锚固端的受力比较复杂。本专题针对体外预应力钢筋的转向装置和锚固体系,重点研究其转向装置和锚固体系的设计和局部应力仿真分析,并进行室内模型试验验证设计和仿真分析的合理性。由交通部公路科学研究院和哈尔滨工业大学共同完成。

专题八:波纹钢腹板预应力组合箱梁桥施工工艺与技术研究

本专题针对波纹钢腹板预应力简支箱梁,对其施工工艺与技术进行了详细的总结和研究。依据依托工程着重研究波纹钢腹板的轧制和制造,现场安装、定位、拼装以及防腐等施工工艺。由交通部公路科学研究院完成。

专题九:波纹钢腹板预应力简支箱梁桥室内模型试验研究

波纹钢腹板体外预应力组合梁作为一种力学性能比较复杂的新结构,有必要对其进行室内模型试验从而为实桥设计提供必要的参考和依据。本专题针对波纹钢腹板预应力组合箱梁,根据依托工程对模型梁进行设计,明确其试验加载方法、测试项目和手段,然后对其进行试验,并将与理论计算结果的分析比较,根据模型试验的实测结果对结构关键部位的设计提出修改和优化建议。由交通部公路科学研究院完成。

专题十:波纹钢腹板预应力简支箱梁桥设计和应用研究

本专题针对波纹钢腹板预应力简支箱梁实桥,在室内模型试验的基础上,结合国外的实桥设计资料,通过前述的设计计算方法和程序进行依托工程结构计算

和设计,完成施工图的局部和细部构造设计。在依托工程的建造过程中,对施工过程进行现场监测,并在成桥后,对其进行成桥动静载试验。由交通部公路科学研究院完成。

专题十一:波纹钢腹板预应力组合箱梁桥设计与施工技术指南的编制 本专题针对波纹钢腹板预应力组合箱梁桥,通过总结其理论分析、模型试验、实桥设计、施工及动静载实测分析的成果,整理和完善波纹钢腹板预应力组合箱梁桥的实用设计计算方法,给出结构关键部位构造设计的指导性建议。提出波纹钢腹板的制作工艺和组合桥梁的施工工艺并指出施工注意事项和质量控制要求。由交通部公路科学研究院完成。

专题十二:波纹钢腹板预应力组合箱梁桥标准跨径通用图的编制

本专题针对波纹钢腹板预应力组合箱梁桥,分别对40m和50m跨径的简支梁桥进行了计算和设计,并编制了40m和50m跨径的简支梁桥的通用图。由交通部公路科学研究院完成。

专题十三:波纹钢腹板预应力组合箱梁桥综合计算程序的编制和开发 本专题根据波纹钢腹板预应力组合箱梁桥的结构特点,完善前期科研工作中已经开发的计算程序,对程序的界面设计进行改进,完成程序的实际应用和调试。

专题十四:波纹钢腹板预应力组合箱梁桥经济性能评价分析

本专题针对波纹钢腹板预应力组合箱梁,分析依托工程造价的组成,进行施工后的技术经济性能综合评价和总结,并与普通混凝土箱梁、普通钢-混凝土组合箱梁以及普通混凝土T梁造价上的差别进行分析,在此基础上对波纹钢腹板预应力组合连续箱梁桥与普通混凝土连续箱梁桥的造价进行了预测对比分析。由交通部公路科学研究院完成。

2.3 实施方案

本项目采取的实施方案是:在广泛收集国内外相关资料和调研的基础上,进行各种构造形式的钢腹板预应力混凝土顶底板新型箱梁结构的比选和综合评价。在此基础上,重点进行波纹钢腹板预应力组合箱梁桥的建设成套技术研究。在结构计算理论方面,在总结项目组前期科研工作成果的基础上,进一步完善波纹钢腹板的剪切屈曲、整个波纹钢腹板预应力组合结构的抗弯、截面抗扭等关键问题的理论分析方法。结合模型梁和实桥设计,重点进行实用设计计算方法的研究,

并且补充必要的室内模型试验来验证理论分析和实用设计计算方法。此外对波纹钢腹板预应力组合箱梁桥的动力和疲劳特性进行系统的理论分析和试验研究,并按照新桥梁设计规范的要求和基于性能设计的思想,为实桥设计提供依据和建议。对波纹钢腹板与上下混凝土翼缘板的剪力连接构造以及预应力转向装置的构造形式等其他一些问题进行分析,解决实际工程应用中的难点问题。结合室内模型试验,在波纹钢腹板预应力组合箱梁桥施工工艺与技术研究的基础上,在西部地区的依托工程中建造波纹钢腹板预应力组合箱梁实桥,并编写波纹钢腹板预应力组合箱梁桥设计与施工技术指南,为这种新型桥梁在西部地区的进一步推广应用奠定基础。

3. 取得的主要研究成果

本项目在详细调研和全面总结前期科研成果的基础上,通过系统的理论分析、室内模型试验、实桥设计和动静载实测等一系列的研究工作,取得了如下一批具有创新性和实用价值的研究成果。

(1) 在充分考虑了初始缺陷及焊接残余应力的影响下,在国内外首次提出了考虑局部屈曲、整体屈曲与塑性强度相关关系的波纹钢腹板抗剪强度计算公式,式3-1,并通过波形腹板抗剪试验进行了验证,可推广用于工程实际,能够保证设计对于安全度的要求。

?1??1??1??1?????? (3-1) ??????????????in???crl, e???crg, e???y?式中:?crl, e和?crg, e分别为局部屈曲强度和整体屈曲强度,n根据局部屈曲系数和整体屈曲系数来确定。图3-1为抗剪试验装置和图3-2为试件最终破坏形态。

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(a) 加载装置

图3-1 抗剪试验装置图

(b) 侧向支撑

(a)

(b)