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预应力钢管混凝土连续刚构桥的结构形式研究

作　者: 范小平
导　师: 刘山洪
学　校: 重庆交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 钢管混凝土钢管混凝土桁架连续刚构预应力桁架螺栓球节点悬臂拼装
分类号: U448.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 79次
引　用: 3次
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内容摘要

PC连续刚构桥通过近几年的的不断发展,在结构的形式上以达到了很完善。但通过对已建的大跨连续刚构的分析,随着跨径的增大,PC连续刚构桥存在很多不足,如恒载比例过大导致承载能力不高、薄壁箱梁腹板抗剪能力不足等问题。为了解决以上的不足,本文作者在对已建成的各种钢管混凝土连续刚构桥的综合分析基础上构思出了一种新型钢管混凝土空间桁架连续刚构桥。本文主要围绕以下几个方面展开研究工作:①对已建成的钢管混凝土梁式桥梁的设计、计算等进行了介绍,总结这种新型桥型的优点和缺点,提出空间桁架结构在主梁结构中运用的的潜力。②对现阶段桁架理论进行了整理,其中重点介绍了预应力桁架技术的发展和多层空间桁架结构的受力,得出预应力空间桁架适用于大跨桥梁结构。③在总结以往修建的钢管混凝土桁架连续刚构桥基础之上,以水土嘉陵江特大桥为工程背景,试设计了一种同跨径预应力钢管混凝土桁架连续刚构桥,通过有限元软件对其进行了计算分析,并与水土嘉陵江特大桥进行了对比分析。④对桁架节点进行了试设计。在MERO体系节点的基础之上,在总结日本的巴组体系节点和法国的Catena体系节点的优点,设计出一种适合试设计桁架受力特点的节点。⑤对施工工艺进行设计。本文在参考以前钢桥的施工方法和试设计桥梁的形式基础之上,对其施工工艺进行了简化设计,并对关键技术做了一定的介绍。通过对设计的预应力钢管砼桁架连续刚构桥梁进行受力分析、经济比较、节点的设计与施工方法的设计可知:预应力钢管砼桁架连续刚构是一种受力合理、经济效益明显的可行性桥梁方案。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-17
  1.1 钢管混凝土结构发展概况  9-10
  1.2 钢管混凝土结构的特点与类型  10-13
    1.2.1 钢管混凝土结构的特点  10-12
    1.2.2 基本类型  12-13
  1.3 钢管混凝土在桥梁建设中的应用和前景  13-16
    1.3.1 钢管混凝土拱桥  13-14
    1.3.2 钢管混凝土斜拉桥  14-15
    1.3.3 钢管混凝土梁式桥  15
    1.3.4 钢管混凝土桁架在桥梁中应用的前景  15-16
  1.4 本文研究内容  16-17
第二章钢管混凝土梁式桥的现状分析  17-34
  2.1 混凝土箱梁的优化  17-19
    2.1.1 混凝土箱型结构材料的改善  17
    2.1.2 混凝土箱型结构构造的优化  17-19
  2.2 钢管混凝土空间桁架梁式桥分析  19-32
    2.2.1 广东南海紫洞大桥  19-22
    2.2.2 湖北向家坝大桥  22-25
    2.2.3 重庆万州大桥  25-31
    2.2.4 钢管混凝土桁架式梁桥的特点  31-32
  2.3 本章小结  32-34
第三章空间网架结构受力分析  34-54
  3.1 管桁结构  34-38
    3.1.1 管桁结构的特点  34-35
    3.1.2 管桁结构的形式与分类  35-38
  3.2 预应力钢管混凝土构件  38
  3.3 预应力钢管混凝土桁架结构  38-43
    3.3.1 预应力钢管混凝土桁架的特点  38-39
    3.3.2 拉索产生预应力的本质  39
    3.3.3 预应力产生的结构条件  39-41
    3.3.4 不可构成拉索预应力杆件的判别  41-42
    3.3.5 桁架结构预应力布索的原则  42-43
  3.4 三层及多层桁架结构  43-52
    3.4.1 三层桁架的定义与特点  43-44
    3.4.2 三层桁架的类型  44-48
    3.4.3 三层桁架的受力性能和选型  48-52
  3.5 本章小结  52-54
第四章预应力钢管混凝土连续刚构桥试设计  54-71
  4.1 水土嘉陵江特大桥的验算  54-59
    4.1.1 工程概况  54-55
    4.1.2 技术标准  55
    4.1.3 使用材料  55-56
    4.1.4 计算结果  56-59
  4.2 预应力钢管混凝土桁架连续刚构的试设计  59-69
    4.2.1 材料的选用  59
    4.2.2 上部结构形式的选用  59-63
    4.2.3 钢管混凝土桁架预应力的设计方法  63-65
    4.2.4 结构计算  65-69
  4.3 试设计结构的经济性  69-70
    4.3.1 与原设计材料用量的比较  69
    4.3.2 计算结果分析  69-70
  4.4 本章小结  70-71
第五章预应力钢管混凝土桁架节点构造设计  71-85
  5.1 螺栓球节点  71-77
    5.1.1 螺栓球节点的受力原理  71-72
    5.1.2 螺栓球节点的优点与缺点  72
    5.1.3 螺栓球节点的构造尺寸要求  72-77
  5.2 焊接管节点  77-80
    5.2.1 焊接管节点结构形式  77-78
    5.2.2 焊接相贯管节点的优点与缺点  78
    5.2.3 焊接管节点焊接强度验算  78-80
  5.3 预应力钢管砼桁架连续刚构采用的节点方式  80-83
    5.3.1 试设计机械连接节点  80-82
    5.3.2 焊接连接节点  82-83
  5.4 节点应力验算  83-84
  5.5 本章小结  84-85
第六章预应力钢管混凝土桁架连续刚构桥的关键措施  85-93
  6.1 常见钢桥的施工方法  85-89
    6.1.1 钢梁桥的施工  85-86
    6.1.2 钢拱桥的施工  86-89
  6.2 预应力钢管砼桁架连续刚构桥的施工  89-91
    6.2.1 预应力钢管混凝土连续刚构桥的施工方法  89
    6.2.2 试设计桥梁的施工方法示意流程  89-91
    6.2.3 试设计桥梁施工工艺的优点  91
  6.3 本章小结  91-93
第七章结论与建议  93-95
  7.1 结论  93
  7.2 展望  93-95
致谢  95-96
参考文献  96-98
在学期间发表的论著及取得的科研成果  98

预应力钢管混凝土连续刚构桥的结构形式研究

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