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波形钢腹板PC箱梁桥剪力连接件研究

作　者: 齐亮
导　师: 谢尚英
学　校: 西南交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 波形钢腹板 栓钉连接件 PBL连接件 嵌入式连接件 性能比较
分类号: U441
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 170次
引　用: 2次
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内容摘要


波形钢腹板PC箱梁桥是20世纪80年代出现的一种新型桥梁,它以结构自重轻、受力明确、预应力效率高、施工周期短和造型美观等诸多优点,在法国、日本等发达国家得到了较广泛的研究和应用。近些年我国也在进行此类桥梁的理论研究和工程实践。作为组合桥梁的一种类型,波形钢腹板PC箱梁桥的混凝土顶底板与钢腹板之间的连接是设计的关键环节,合理的选择和设计剪力连接件,直接关系到整个组合梁的使用和承载能力。本文以我国淮安长征桥为依托,在全桥静力验算的基础上,按照弹性设计法分别设计了栓钉、PBL和嵌入式三种完全剪力连接件,采用ANSYS大型有限元程序对三种连接件进行了建模计算。结合计算分析结果和既有试验资料,本文从连接件的受力特点、抗剪刚度、极限承载能力、疲劳性能、经济性及施工适用性六个方面对比分析了三种剪力连接件各自的特点。本文研究结果表明,PBL连接件刚度、极限承载能力和抗疲劳性能都较大,但并不经济,嵌入式连接件经济性施工适用性较好,但刚度较小,荷载作用下滑移最大,栓钉各个方面比较折中。连接件的选型需要结合实际情况综合考虑桥梁结构形式、连接件设计方法、施工工艺、工程环境等各种因素。针对波形钢腹板PC箱梁桥,结合它的结构特点,本文通过对比分析建议采用嵌入式连接件。通过本文的研究,希望能为此类桥梁的设计和施工技术提供有益的参考。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第一章 绪论  10-26
  1.1 波形钢腹板PC箱梁桥的发展概述  10-17
  1.2 波形钢腹板PC箱梁桥的设计和计算  17-20
    1.2.1 刚度计算  17-18
    1.2.2 截面验算  18-20
  1.3 剪力连接件的应用及研究现状  20-25
    1.3.1 剪力连接件在波形钢腹板PC箱梁桥中的应用  20-22
    1.3.2 剪力连接件的研究现状  22-25
  1.4 本文研究的主要内容  25-26
第二章 剪力连接件及其力学特性  26-41
  2.1 剪力件连接件的类型  26-28
    2.1.1 剪力连接件按型式分类  26-27
    2.1.2 剪力连接件按刚度分类  27-28
  2.2 剪力连接件的受力特点及破坏机理  28-31
    2.2.1 栓钉连接件  28-29
    2.2.2 开孔钢板连接件  29-30
    2.2.3 嵌入式连接件  30-31
  2.3 剪力连接件的承载力  31-35
    2.3.1 栓钉连接件承载力  31-33
    2.3.2 开孔钢板连接件承载力  33-35
    2.3.3 嵌入式剪力连接件承载力  35
  2.4 剪力连接件设计方法  35-40
    2.4.1 组合梁剪跨区的划分  35-36
    2.4.2 弹性设计法  36-38
    2.4.3 塑性设计法  38-40
    2.4.4 剪力连接件布置原则  40
  2.5 本章小结  40-41
第三章 剪力连接件实桥设计  41-58
  3.1 淮安长征桥实桥资料  41-43
    3.1.1 桥梁概况  41-42
    3.1.2 设计技术标准  42
    3.1.3 主要材料  42-43
  3.2 淮安长征桥静力分析  43-54
    3.2.1 荷载工况说明  43-44
    3.2.2 淮安长征桥计算结果  44-54
  3.3 剪力连接件设计  54-57
    3.3.1 计算纵向水平剪力  54
    3.3.2 栓钉连接件设计  54-55
    3.3.3 PBL连接件设计  55-56
    3.3.4 嵌入式连接件设计  56-57
  3.4 本章小结  57-58
第四章 剪力连接件空间有限元分析  58-72
  4.1 单元选择  58
  4.2 建立模型  58-60
  4.3 有限元计算结果分析  60-71
    4.3.1 栓钉连接件计算结果分析  60-64
    4.3.2 PBL连接件计算结果分析  64-68
    4.3.3 嵌入式连接件计算结果分析  68-71
  4.4 本章小结  71-72
第五章 三种剪力连接件性能比较  72-76
  5.1 抗剪刚度  72
  5.2 极限承载能力  72-73
  5.3 疲劳性能  73-74
  5.4 经济性  74-75
  5.5 施工适用性  75
  5.6 本章小结  75-76
结论与展望  76-79
  结论  76-78
  展望  78-79
致谢  79-80
参考文献  80-84
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的工程实践  84

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 结构原理、结构力学
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