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1、文库 http:/ i gnm entControlD uri ngIncrem entalLaunchi ngConstructi on andStudyof Force Characteri sti cs about theLongCanti l ever Conti nuousCom posi teBox- G i rderBri dgeByBE( W uhan U ni versi tyO fTechnol ogy) 2010Athesi s subm i tted i nparti alsati sfacti on of theRequi rem entsfor thedegreeo
2、fM aster ofEngi neeri ngBri dgeand Tunnel Engi neeri ngChangsha U ni versi tyofSci enceTechnol ogySupervi sorProfessor Li ChuanxiApri l ，2013咖8?57，?60川3?2哪Y长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后
3、果由本人承担。作者签名：互衫襄日期秒年日期：7年f1痧月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于l 、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密口。( 请在以上相应方框内打“ 4")储躲。侬吼唤毛月7日导师签名：蔚彳多习
4、日期： 车-月7日摘要钢一混组合结构连续箱梁桥能充分发挥混凝土及钢材各自优点，具有结构形式更加多样的特点。对于国内出现不久的带有桁架大挑臂的组合结构连续箱型梁桥，研究其受力特性的相关文献还很少，本文将在总结国内外组合结构连续箱梁桥发展历史及现状的基础上，以先顶推架设钢槽梁，后铺设桥面板施工的长沙福元路湘江桥河西水中引桥为背景对此类桥型开展研究。( 1) 针对桥梁无应力构形求解传统方法、顶推梁体拼装施工控制传统方法等的不足，结合工程背景，研究并给出顶推梁体无应力构形( 主要指无应力轴线线形) 的确定方法及各梁段制造构型的确定方法，用导师及作者共同提出的相位变换法对顶推梁体无应力构形(线形)进行高
5、精度控制。( 2) 采用大型通用有限元程序ansys对背景桥梁进行计算分析，计算考虑了梁体顶推就位后施工的全过程，列出计算结果，分析梁体应力的分布规律，针对各主要构件的受力特点进行研究和归纳总结，找出薄弱环节，对设计和施工提出一些建议。( 3) 保持基本的桥面板铺装方法( 横向：先中板，后边板；纵向：先跨中，后墩顶)不变，重新划分桥面板的铺装轮次与每轮次的分段长度，量化研究其对桥梁各主要构造成桥阶段受力的影响，得出了一些有益结论。( 4) 利用ansys参数化建模功能，建立全桥参数化模型，研究大挑臂参数取值的不同对大挑臂以及悬臂桥面板横向受力的影响，论证了设计方案的合理性，得出了一些可供设计参
6、考的结论。( 5) 对施工阶段以及成桥阶段的危险工况进行弹性稳定性验算。论证了施工阶段稳定性安全可以保证，并指出危险工况。关键词：大挑臂组合结构；无应力构形；相位变换；桥面板铺装顺序；参数分析；稳定性验算AbstractSteel concrete Com posi testructure of conti nuousboxgi rder bri dgecangi vem npl ayto thei r respecti ve advantagesof concrete and steel , w i tha structurem ore di Ver姥atuIsFor dom esti c
7、appeared shortl yw i th abi g pi ckarmtruss com posi testructurecontm uousboxgi rder bri dge，studyi ts forcecharacteri sti cs of the rel evant l i terature，l i ttl e，thi sw i l l besun tm ari zedand conti n_uous boxgi rder bri dges com posi testructure devel opm enthl storya11d current s“ uati onon
8、the basi s onto bethe fi rSt to setupsteel tankspushi ngbeam s，rearpaveddeckc0喊nl Cti onSuffol k Yuan LuXi angRi verbri dge ApproachH exi w ater brl dge弱the backgroundfor suchresearch(1_)stressfree confi gurati onof bri dgetradi ti onal m ethods of sol vi ng，pushi ngheamErecti ontradi ti onal m etho
9、dssuch aS the l ack of control ，com bi nedw i th engm eerm gbaCk-擎ound，andgi ves pushi ngbeamunstressed confi gurati on( m ai nl yrefers to the non-Ii nearstress axi slm ethod for determ i ni ngthe confi gurati onof each beamsegm entm nut_actW i ngm ethod of detem l i ni ng，w i ththe i nstructor and
10、 CO author of thephasetransform atl onm e。thodproposedpushi ngbeamunstressed confi gurati on(1i near)forprecl Sl oncontm L( 2) U si ng l arge general purposefi ni te el em ent programansys bri dge onbackgroundcal cul a：ti on and anal ysi s，cal cul ati onsconsi der the beami npl aceafterpushi ngthe w
11、 ho王eprocessof conStm cti on l i sttheresul ts，anal ysi sof stress di stri buti onof the beaIIl ，foreacnITl ai or com ponentof the force characteri sti cs researchand sum m ari zed to i dentl fyw eak。nesses i 11 thedesi gnand constructi onto m ake som e suggesti onsto m ai ntai nthe basi c m ethod(h
12、ori zontal ：fi rs pl ate，be。(3 )he bri dgedeckpavem entl l i nd pl ate；Longi tudi nal ：fi rst span，after pi er top)constantpaVem ent round and roundti m es the l engthof thesegm ent，the quant础10nexam l ne i tsbri dges conStructedt0bri dgethem aj or stagesof thei M pact force，drawsom e usefulredraw i
13、 ngofbrl dgedeckcon-cl usi ons(41U seanSys param etri cm odel i ng capabi l i ti esto create ful l -bri dge param etrl cm odeIt0 Studythebi garmtopi ckdi fferentval ues ofparam etersfor l argecanti l eVer bri dge pancIt0pi ckarmarl d the i nfl uence of transverse force，dem onstratedthe rati onal l t
14、Yof desi gndrawsom ereference for desi gnconcl usi onsf5) The constructi on phaseand the phaseof thebri dgei nto the dangerou5w orki ngcondi ti ons for el asti cstabi l i ty checki ngDem onstratedthe safetyof theconstructl onphaSestabi l i ty canbeguaranteed，andthat dangerous w orki ngcondi ti onsnK
15、ey w ords：Large pi ckarmcom posi te structures；stabi l i ty checki ngunstressed confi gurati on；phase transform ati ons；bri dgedeckpavem ent order；para-m etri c anal ysi s1II目录摘要?IAbstract?II第一章绪论11组合结构连续梁桥国内外发展概述? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1111国外发展?l112国内发展?212组合结构连续箱梁桥的技术特点? ? ? ? ? ? ?
16、? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3121结构体系特点?3122设计计算特点?4123施工特点?513组合结构连续箱梁桥研究现状? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 6131实验研究?6132计算分析?6133设计理论?714论文选题依据、工程背景以及主要研究内容? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 7141选题依据?7142工程背景?7143主要研究内容?10第二章基于相位变换的顶推梁体无应力构形的实现21概j 苤?1l22梁体理论无应力构形确定?1223基于相位变化法的钢槽梁梁体理论无应力构形的实现方法?
17、14231相位变换法的基本概念与实施流程?16232相位变换法的基本换算公式?1824相位变换法在本项目的应用?21241典型批次梁体即时相位下的就位高程?21242典型批次梁体基准相位下的焊后高程?2225全桥实施效果? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2326本章小结?24第三章大挑臂组合结构连续箱梁桥顶推就位后施工全过程受力分析31全桥板壳实体模型的有限元模拟概述?25311有限元法与ansys概述?25312福元路大桥河西水中引桥的有限元模拟?25313分析的主要内容?2932顶推就位状态的理想应力结果?2933顶
18、推就位后施工全过程受力分析的不利结果?30331桥面板?30332钢槽梁顶板?32333槽梁底板?32334槽梁腹板?33335底板混凝土?34336横向系统?3434桥面板铺装顺序的比较研究?35341研究背景与研究内容?35342桥面板铺设比选方案介绍?36343结果与分析?3735本章小结? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 39第四章大挑臂几何参数分析41概j 苤?4l42大挑臂几何参数的选定?4l43大挑臂与悬臂桥面板受力分析?4344本章小结?46第五章桥面板架设过程及成桥状态稳定性的有限元分析51线弹性
19、稳定基本概念?4752第一类稳定问题的有限元分析方法?4753稳定计算结果? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4954本章小结? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 52结论与展望?53参考文献?55至殳谢?59附录A?60第一章绪论第一章绪论11组合结构连续梁桥国内外发展概述111国外发展总结组合结构连续梁桥的发展历史，大致为以下四个阶段【1，2，3，41。1)第一阶段：探索组合结构的最早应用可追溯至19世纪末期，不过在当时仅仅是作为一种防火防锈
20、的手段，如在钢管柱中填充混凝土。20世纪2030年代是钢一混凝土组合结构连续梁桥发展的萌芽阶段。开始时人们仅仅利用钢一混凝土二者之间的粘结力。早在20世纪20年代，英国国家物理实验室就对外包混凝土钢梁进行了实验研究。同一时期，美洲加拿大的Dom i ni on桥梁公司也对两根外包混凝土钢梁进行了实验研究。研究表明，没有连接件的组合结构一旦界面开始滑移即宣告组合梁的破坏，钢与混凝土之间的粘结力大小决定了组合构件的耐久性和稳定性。30年代的美国也进行了相关的研究，最典型的当属Batho、Lash& Ki rkham 所做的实验研究【51。另外同一时期的欧洲其他国家比如德国、瑞典、法国也进行
21、了同样的研究。1935年，瑞士工程师voel l m y就开始对机械连接件连接钢一混组合梁进行系统研究。钢梁在下，混凝土在上的组合梁形式逐步取代了外包混凝土结构。真正的钢一混组合梁雏形出现。2) 第二阶段：迅速发展20世纪40-60年代，世界各国对组合结构连续梁开始了大量系统全面的实验与理论研究，为日后组合结构桥梁的广泛应用奠定了基础。研究主要围绕抗剪连接件。Voel l m y提出了拉、压实验的方法并对抗剪连接件进行了强度计算。1943年，美国的里海大学进行了槽钢连接件的实验并公布了研究成果。LM Vi est在1954年所做的实验首次针对栓钉连接件组合结构。Bal akri shnan和C
22、hapm an在1964年首次对带头栓钉连接键进行了研究】，这些研究表明了栓钉连接件能够提高施工速度，提高组合结构的极限承载力。60年代之后，又进行了连续组合梁的研究。1952年美国AISC规范列入了组合结构条文，加拿大建筑设计规范和年德国DIN l 078也分别在1953、1954年将组合结构列入其中。3) 第三阶段：广泛应用l硕士学位论文20世纪7080年代，是钢一混组合结构梁开始广泛应用的阶段。RPJ ohnson在1971年提出纵向抗剪计算公式，1975年提出了部分剪力连接组合梁的变形和强度计算公式I引。Longw orth和H am ada在1976年通过试验，得到了计算组合连续梁的
23、准确方法，并指出其破坏模式是负弯矩区钢梁翼缘屈曲或正弯矩区混凝土的压碎，影响破坏模式的主要因素是钢筋的纵向配筋率。1981年，由欧洲钢结构协会( ECCS) 、欧洲国际混凝土委员会( CEB) 、国际桥梁与结构工程协会( IABSE) 和国际预应力联合会( FIP) 组成的组合结构委员会共同颁布了组合结构规范。1985年，以此规范为基础进行补充修订，欧洲共同体委员会( CEC) 首次正式颁布了目前世界上最完整的一部专门用于钢一混凝土组合结构的设计规范欧洲规范4( EC4) ，此规范为组合结构的研究和应用做了详尽的归纳总结，而且指明了以后的研究和发展方向【91。工程实践方面，法国从上世纪80年代
24、建造了大量的钢混凝土组合结构桥梁，目前30l 10m 跨径范围内的桥梁有85是组合结构 101。日本也大力进行相关的理论研究和规范的制定，修建了不少组合结构桥梁。其他国家如英国、德国、美国以及瑞士在同一时期发展了大量组合结构桥梁。4)第四阶段：新的发展11, 12, 13, 14】上世纪90年代至今，组合结构桥梁进一步发展，出现了多种新型组合结构梁桥【15, 161。如1999年建成的主跨140m 丹麦到瑞典的Q resund公铁两用桥为组合钢桁梁桥【17J ；法国的M aupre桥采用的是波折腹板组合结构【18 191。德国的W i l de G era桥，桥面宽度27m ，钢梁设有间距6m
25、 的横向桁架与加劲肋构成的横隔系。112国内发展组合结构连续梁桥已经在欧美发达国家得到深入研究和广泛应用，但是在我国的起步较晚。1957年建成的武汉长江大桥，上层公路桥就应用了组合梁结构。但是直到改革开放，我国工程对组合结构的应用还鲜有实例，即便有，也大多是为了提高强度储备，而没有真正利用二者的组合特性。改革开放之后，一些科研院所才对组合梁开展研究。，郑州工学院在1980年进行试验对使用槽钢连接件的钢一混凝土简支组合梁进行了研究，得出了截面变形近似符合平截面假定的结论。1984年，哈尔滨建筑工程学院开始了对弯筋连接件组合梁的系统研究，2第一章绪论指出连接件受力状态复杂，有拉有剪。不能忽略钢与混
26、凝土之间的摩擦作用。冶金部建筑科学研究院在1984年研制出了栓钉连接件的焊接设备，为生产奠定了基础。进入20世纪90年代以后，、清华大学、郑州工学院和哈尔滨建筑工程学院等都针对钢混凝土组合结构连续梁进行了试验研究，研究了组合结构连续梁负弯矩区的截面抗弯承载力以及塑性内力重分布性能、钢梁局部稳定、混凝土受拉区的裂缝宽度等问题【20, 21 22, 23】。在工程实例上，1993年建成的北京国贸桥是三跨组合结构连续梁，这是组合结构连续梁结构首次应用与国内城市立交。2009年建成的上海中环高架路浦东段济阳路立交SW 匝道桥，是波形钢腹板连续梁桥首次应用于国内高架立交，跨度为45+45f241；201
27、2年建成的杭州九堡大桥非航道引桥上部结构为主跨85m 的大悬臂单箱单室组合连续梁结构【25】。目前很多钢一混凝土连续梁桥也兴建于国内其他城市如长沙、济南、石家庄、鞍山、西安、深圳等城市，最大跨度已超过l O O m l 26J 。总结我国组合结构连续梁桥的发展，虽然起步较晚，但是发展较快，摒弃了国外的一些落后和淘汰的技术，起点较高。12组合结构连续箱梁桥的技术特点组合结构是指由两种或两种以上不同材料组合而成，在荷载作用下作为一个整体共同受力的结构【27 28 29】。钢结构具有受拉强度大，但是受压易屈曲的特点。混凝土结构具有抗拉性能差，在受横向约束时受压能力增大的特点。两者的天然特性决定了二者
28、结合的必然性。发挥两种材料各自优势，扬长避短。有统计资料表明，同样规模的桥梁，相对于单纯的钢结构或者钢筋混凝土结构，钢筋混凝土组合结构中的用钢量在某个比例时造价会达到最低，且明显低于前两者【301。121结构体系特点1)截面形式：组合结构箱梁桥经过几十年的发展，直至现在类型更加丰富，结构形式更加多样。早期的组合箱梁桥多采用多箱截面，但是随后的发展趋势为单箱截面的应用更加普遍，可以适应的桥面宽度达到20m 。随着社会的发展，交通量的增大，需要截面宽度达到30以上，这时可以采用多箱多室可以适应。但是当下部结构的宽度受限上部结构宽度却又需要很大时，近几年大悬臂结构的出现解决了此类问题。采用整幅单箱单
29、室的结构，桥3硕士学位论文面板采用大悬臂板的形式，并且用钢挑臂加劲。2)钢混结合面：组合梁的工作性能不仅和组成结构的钢结构或者混凝土结构自身有关，和组合界面的连接形式也有很大关系。目前已有的连接形式多种多样，按照连接件的作用机理分类有摩擦型、胶结型、粘结型以及机械型连接件。其中机械型连接件因其具有抵抗界面滑移，抵抗掀起的特点使用最为广泛。常用的机械型连接件有型钢连接件、圆柱头栓钉连接件(最多采用)、钢筋连接件【3l 321。3)双层组合作用：双层组合即除了上部的混凝土桥面板与钢梁组合外，下部位于墩顶区段的钢梁底板也参与组合。在位于墩顶附近区域的钢梁底板浇筑混凝土，一方面可以降低负弯矩区底板的厚
30、度，节约材料，减少现场的焊接工作量，保证焊接质量；另一方面也可以改善墩项截面的受力性能。122设计计算特点1) 采用杆系模型对于横向效应不明显，应用比较成熟的结构，可以建立简化的杆系模型来进行计算。计算时通常采用换算截面的方法，弹性阶段，不考虑交界面的滑移效应。以承受总弯矩相等以及变形协调为原则，根据钢材与混凝土材料二者弹性模量之比，换算成同一种材料组成的截面。许多学者也讨论了如何考虑因混凝土收缩徐变导致的组合截面应力充分布的问题【33】。2) 采用空间有限元模型对于空间效应比较明显的组合箱梁结构，需要建立空间模型才能正确掌握其内力分布 34, 35, 361。可以利用各种有限元模型，选取合适
31、的单元对结构各构件进行正确的模拟。模拟时，正确的模拟钢箱梁与混凝土之间的剪力连接件是非常重要的。桥面板与钢梁之间的连接如果模拟为刚性，就会得到偏于不安全的结果，甚至一些地方应力与实际相差较大；而用接近实际剪力键的弹性连接，有分散应力的作用，结果更加可靠。有必要时，还需要进行模型实验来确定剪力连接件的受力性能，然后选取合适的单元来模拟连接件的等代特性。例如2009年10月通车的上海长江大桥，由于此桥施工过程较为复杂，且组合结构具有比较明显的空间受力特点，因此在设计时就采用了平面模型+空间模型等多种方法4第一章绪论分析对比，考虑了施工过程中的各种荷载和体系转换，成桥活载，温度荷载进行精细计算。分析
32、结果表明，采用简化的计算方法即建立杆系模型利用桥面板有效宽度考虑剪力滞效应会得到过于保守的结果，造成设计不经济。而通过建立空间模型且考虑交界面的滑移效应，可以精确计算桥梁结构的应力分布，得到合理的结果，使得设计既可靠又经济。123施工特点目前组合结构连续箱梁桥的施工方法大致有两种【371，第一种：先架设钢槽梁，后进行桥面板的施工；第二种：混凝土和钢梁先行结合，在进行架设。第一种方法较普遍，主要是因为利用了钢槽梁结构轻的特点，能够减少对梁体起吊设备，临时机具的要求。当然也有采用第二种方法或者两种方法结合使用的例子，如主跨105m 的上海长江大桥1381o1)钢梁施工：钢梁施工有两种方法，顶推法和
33、吊装法。一般在山谷地区，市政工程中的跨线桥等不便于吊装的地区会采用项推法。顶推法可以不阻断交通，施工周期短的特点。例如不久前建成的杭州市九堡大桥南引桥就是采用顶推法架设钢梁，中间85m 不设临时墩，是国内的首次尝试。不仅适用与直线桥的施工，而且适用于曲线桥的施工，某些情况下甚至适用于直一曲桥的施工，例如刚刚通车的福元路湘江大桥河东岸上引桥，两跨是直线，另外三跨是280929m 的平曲线，顶推时采用平移顶推设备来适应位置不断变化的梁体。2)桥面板施工：目前有两种桥面板的施工方法较多采用：现浇法和预制铺设法。无论是现浇法和预制铺设法，一般都采用间断施工的方法，即先施工跨中桥面板，再施工墩顶桥面板，
34、防止墩项负弯矩使桥面板出现过大拉应力。为了减小墩顶梁体负弯矩，之前常采用在墩顶区施加预应力的方法，在墩顶区段的桥面板浇筑完成并且达到强度后，张拉预应力，但是随着混凝土的徐变，预应力会对钢梁产生不利的二次影响，预应力也因此大大削弱。鉴于此，也可以将墩顶范围桥面板作为整块，先预制好，然后放上去，但是不与钢梁结合，在张拉完预应力后，再通过填充桥面板预留孔中的刚性支撑，使二者结合起来。现浇桥而板的方法具有与钢梁结合性能好，施工简单的优点，但是随后混凝土发生收缩徐变会因为钢梁的约束产生拉应力，对混凝土的受力不利【391。5硕士学位论文预制桥面板相对于现浇桥面板的优势在于，可以减少混凝土收缩徐变产生的二次
35、影响，缩短施工周期。因为预制桥面板一般都要存放一段时间以使其在和钢梁结合之前充分收缩徐变，而且钢梁和桥面板的施工可以同时进行。对于横向宽度较大的截面形式，为了改善桥面板的受力，通常还在桥面板设置横向预应力。13组合结构连续箱梁桥研究现状131实验研究欧美日等组合结构桥梁发展较快的国家，多年来开展了大量的实验研究，研究很多都集中在连接件的连接性能实验，同时也进行了不少关于组合结构钢箱梁局部稳定的实验以及混凝土桥面板的力学性能实验。对于连接件的抗剪能力，根据推出实验，很多国家学者都总结了大量的公式，并写入规范。如EU RO CO D E4、J SSC、BS5400、ECCS等，但是连接件抗剪能力的
36、影响因素众多，很难有统一的公式。但由于我国，研究钢一混凝土组合结构桥梁相对于欧美日发达国家较为落后，应用较少，目前还没有正式出台一本专门针对组合结构桥梁的设计规范【4们。132计算分析目前对组合结构的计算方法主要有解析法、半解析法、有限元法。解析法和半解析法主要是早起学者提出的，适用于简单结构的理论研究，但是不适合复杂的大型组合箱梁桥。对于大悬臂组合箱梁桥，采用杆系模型+有效分布宽度的简化方法来进行构件内力分析与结构验算，或采用横向或者纵向单向板的简化设计方法对桥面板进行计算，都无法正确反映组合结构的空间受力特点，有时甚至误差很大141，42A31。国外在近年来对于组合箱梁桥的分析计算研究大多
37、采用实体与板壳单元建立局部或者整体的空间模型，对结构整体或者局部的受力状态、承载性能、稳定性进行研究。为了更精确计算结构力学行为，还将材料非线性本构关系考虑进来。而在国内，由于组合结构桥梁的起步较晚，大型空间实体模型的研究以及考虑材料非线性行为的系统研究还较少，大多时关于剪力滞效应或者局部稳定等某个专项的研究。6第一章绪论133设计理论摒弃了早期不允许负弯矩区桥面板开裂，采用纵向预应力束的设计方法，发展了和完善了允许桥面板开裂、限制裂缝宽度，取消低效的墩顶纵向预应力束的设计方法。此该进简化了构造，方便了施工，以更大的经济优势促进了组合结构桥梁的发展，成为了目前流行的设计方法。在局部构造方面，抓
38、住正弯矩区钢梁截面大部分受拉的特点，减少了水平或者竖向加劲肋，达到节约成本，降低耗材的目的。还发展了设计与施工相结合的方法，使得设计更容易做到经济合理。更加注重概念设计，使得从设计一开始就整体把握桥梁特点m 45 46471。14论文选题依据、工程背景以及主要研究内容141选题依据20世纪，组合结构梁桥在欧美等发达国家得到了广泛深入的研究，颁布了相应的规范，各种形式的组合结构连续梁桥陆续出现。但是我国在这方面的工作还比较落后，修建的组合结构桥梁还比较少，值得继续研究。对于项推法架设钢箱梁，尤其针对目前市政工程出现的短项推平台，大温差，工期紧的情况，目前并没有简便精确的顶推线形控制的方法，本文也
39、将结合具体工程对如何进行顶推法线形控制开展研究。另外，以往对组合结构的研究一般采用杆系模型，对于剪力滞，一般采用考虑桥面板有效分布宽度的方法，对于钢板的局部屈曲，通过规范中的构造规定，而规范是以板件四面简支得到的简化方法。但是随着结构形式的多样化以及空间受力的复杂性，针对目前国内出现的幅宽达到30米的单箱单室，带有桁架大悬臂的组合形式、双层组合结构的新形式，相关研究还不多见。本文将结合实际工程通过建立全桥板壳实体模型来对此类桥型的应力分布，施工与成桥的稳定性进行研究。142工程背景1)结构体系介绍河西侧水中引桥自西向东孔跨布置为(55+85+78+21785)m -239785m (! ttl
40、 图11)，标准桥面总宽度315m ，梁中心线高45m ；采用单幅断面形式布置，结构形式为等高度单箱单室钢一混凝土组合结构连续箱梁( 如图22) 。道路平曲线为直线，桥而竖曲线河西侧大部分为+16的直线，河西侧少部分为缓和曲线。7硕士学位论文墩( 或支点) 由西向东编号依次为PM l 6"- PM l 8、PM l 9b、PM l 9a，其中桥墩PM l 6、PM l 9a为交界墩。每个墩墩顶布置两个支座，桥纵向设置一个固定墩( PM l 8) ，桥横向上游侧支座均为固定，下游侧支座均为活动。所有支座均采用球形钢支座。槽形钢梁主要板件包括顶板、腹板、底板、空腹式横隔系、支点横隔系、腹
41、板纵向和竖向加劲、底板纵横加劲，其中：顶板板厚42m m -56m m ，宽12m 18m ，钢材型号为Q 420qD：腹板板厚24m m -一36m m ，斜率约1：406，钢材型号为Q 345qD；底板板厚18m m -，36m m ，宽度为1106m ，钢材型号为Q 345qD 。槽梁底板布置有纵向横向加劲：纵向加劲沿全桥连续布置，通过过焊孔穿越空腹式横隔体系；槽梁腹板布置有竖向和纵向加劲肋：其中竖向加劲其截面形式有T形和板式，纵向加劲截面形式为U 形，沿全桥非连续布置。空腹式横梁标准间距425m ，由箱内项板横梁、腹板横梁、底板横梁以及箱外挑臂横梁组成。箱内、箱外分别设置两道圆管型斜撑
42、，以改善桥面板受力，提高横向系统的抗扭性能。箱外挑臂横梁间( 顺桥向) 设置小纵梁，以增强其在钢梁顶推、桥面板铺设过程中的稳定性。混凝土桥面板由中板以及两块边板构成，总宽度达到313m ，中板全宽厚度相等，为30cm ，边板全宽厚度为30-26-22cm 。桥面板混凝土材料为抗裂性能较好的C50纤维混凝土。桥面板设横向预应力。横向预应力钢束采用s152高强度低松驰钢绞线，标准强度为l 860M Pa，基本布置为s1524 500m m 。剪力连接件：混凝土桥面板与钢梁之间通过布置于钢梁顶板的圆柱头焊钉连接，圆柱头焊钉共两种规格022x200m m 、022x150m m ，其中：纵向项板焊钉规
43、格为t1) 22x200m m ，横向布置812根，纵向连续布置，基本间距250m m 。体外预应力：河西水中引桥组合梁体系总共布置12束9s15227体外预应力，每个断面均有6束预应力钢束通过，全桥纵向分为两批钢束。单束体外预应力钢束保持在一个平面内，体外预应力钢束在各自平面内竖弯，弯转半径4"9m ；中间跨跨中底缘设置两个转向器，通过墩顶实体段转向及锚固。墩顶双结合段：支点左右各约10"-1275m 范围内，钢梁底板采用钢一混凝土组合结构形式，即通过在钢梁底板上浇注混凝土，协助钢梁底板共同承担荷载作用。底板混凝土采用C50微膨胀混凝土，厚度035"-060m
44、。钢梁底板纵I-q力l 劲肋开孔，并在孔内设置横向钢筋，以保证混凝土与钢梁底板间的连接性能。8第一章绪论卿N 憨孤钐彩钐钐嬲弦弦琵笏嵫笏形缓器男翮愁麟I，M 16Kl +752PM l 7Kl +807|)M 18K1+892I，M 19bI M 19aKI+9822752751867f装平台Snl5 ：n，图 ：譬；，N 治飞心N j t：i 驴丌可i髟刀曩彭歹矿溉Ez簪陌0女量名1图13桥面板铺装顺序示意k卿lb l ”厕90 顶推持_次浔撞毓适刊釜鹰后铺设；II 批边板浇筑j 次理拄董1! 次涅擅缝延刊盟鹰耵逆打髓成力次振扎朋恒鹿铺蕞9n 一 ) IT。_111613116一一 6慢 2)总体施工顺序介绍l D 弋心Nn 7逝n 18 PN l 9 )上一b7 翳澎绣形钐燃彰历缓17 l1 特第一次混麓t达|强度后铺设第：批曲扳。浇筑：凌灌接缝 D皑 1 b 1 匕 蒸一 j H R硕士学位论文采用先顶推后铺预制桥面板的施工方法，钢结构顶推到位后，先浇筑墩顶钢梁底缘混凝土结合段，强