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混合连续梁桥钢-混凝土结 合段合理化结构设计研究 硕士学位论文开题答辩 姓名 学号 目录 CONTENTS 第一章 研究背景 第二章 国内外研究现状 第三章 研究内容与目标 第四章 工作计划与预期成果 Part 1 研究背景 Part 1 Part 2Part 3Part 4 4 研究背景 平申线航道（上海段）整治工程平申线航道（上海段）整治工程中拟 修建G1501公路跨航道桥，桥梁处于大 泖港航道，规划等级为IV级，考虑通航 净宽、承台宽度和紊流影响，最终采 用（65+135+65)m三跨钢-混凝土混合 连续梁方案。主跨中间55m范围为钢箱 梁，钢-混凝土结合段长度4.7m 课题来源工程背景 Part 2 国内外研究现状 Part 1 Part 2 Part 3Part 4 6 国内外研究现状 钢-混凝土结合段及其分类 钢-混凝土结合段是指在混合梁中连接混 凝土与钢结构部分的过渡段，通常在钢 梁与混凝土梁结合处，分别加强钢梁截 面和混凝土截面，形成钢梁加劲过渡段 和混凝土梁加强过渡段，并在钢梁与混 凝土梁交界面出布置足够的连接构造， 如连接件、承压板、预应力筋和锚杆， 形成结合部。 钢-混凝土结合段定义 1 Part 1 Part 2 Part 3Part 4 7 国内外研究现状 钢-混凝土结合段及其分类 全截面连接 完全承压式 全截面连接 承压传剪式 部分截面连接 完全承压式 部分截面连接 承压传剪式 受弯为主的混合梁钢混连接构造 Part 1 Part 2 Part 3Part 4 8 国内外研究现状 钢-混凝土结合段及其分类 Part 1 Part 2 Part 3Part 4 9 国内外研究现状 国内相关研究综述 1 2 3 广州佛山平胜桥结合段试验 胡建华 蒲怀仁 刘荣 刘玉擎 石板坡长江大桥结合段局部应力分析 王军文 倪章军 4 舟山桃夭门大桥结合段试验研究 陈开利 王戒躁 安群慧 1.有限元模型进行了钢格室及混凝土梁的应力分析 、连接件的受力分析、传力比例分析 2.局部格室足尺模型测试轴力作用下个板件及 混凝土内部的应力状态 3.有限元计算结果与试验结果对比分析 工作内容结论 有格室后承压板式混合梁结合段中 隔板设置带钢筋的开孔版连接件，减少 焊钉数量便于加工；开孔版刚度大、 承载力高，传力作用较大。 1.利用ANSYS对结合段进行数值模拟 2.在数值计算分析基础上截取结合段横截面局部 位置进行试验研究并采用1:2缩尺模型。 3.选取1.0倍恒载以及1.0倍负弯矩最不利作用对 试验模型进行加载进行静力测试。 鄂东长江公路大桥结合段试验 锚垫板下预应力管道支撑钢板及混 凝土箱梁结合面 折角处应力集中、部分拉应力超限 建议在钢混结合段采用钢纤维混凝 土作为加强措施 有格室后承压板式混合梁结合段中 隔板设置带钢筋的开孔版连接件，减少 焊钉数量便于加工；开孔版刚度大、 承载力高，传力作用较大。 1.取实桥中13.5m混凝土箱梁、2.5m结合部及4m 钢箱梁建立空间有限元模型，并考虑四种荷载工况 在1.7倍最大轴力组合、剪力组合 弯矩组合作用下模型试验段未发生 裂缝，混凝土与钢横隔板为脱裂， 钢箱梁钢板未屈曲，荷载应变基本 呈线性关系，结构具有足够抗裂 和极限荷载安全度 1.采用高度方向1:2的比例尺，宽度方向1:9的比例尺 长度方向1:2的比例尺设计缩尺模型并分最大轴力、 最大剪力、最大弯矩3个荷载组合进行加载，每部分 飞0.5、0.7、1.1、1.2、1.4、1.7倍设计荷载6个工况 2.建立空间有限元模型 1 2 3 广州佛山平胜桥结合段试验 胡建华 蒲怀仁 刘荣 刘玉擎 石板坡长江大桥结合段局部应力分析 王军文 倪章军 4 舟山桃夭门大桥结合段试验研究 陈开利 王戒躁 安群慧 1.有限元模型进行了钢格室及混凝土梁的应力分析 、连接件的受力分析、传力比例分析 2.局部格室足尺模型测试轴力作用下个板件及 混凝土内部的应力状态 3.有限元计算结果与试验结果对比分析 1.利用ANSYS对结合段进行数值模拟 2.在数值计算分析基础上截取结合段横截面局部 位置进行试验研究并采用1:2缩尺模型。 3.选取1.0倍恒载以及1.0倍负弯矩最不利作用对 试验模型进行加载进行静力测试。 工作内容 结论 Part 1 Part 2 Part 3Part 4 10 国内外研究现状 国内相关研究综述 5 蕰藻浜大桥结合段力学性能分析 苏庆田 李俊 1.取主塔位置连续6m混凝土梁+4.5m钢-混凝土 结合段+6m钢加劲梁进行局部空间应力分析 2.取实桥结合段及两侧共57.4m梁段按1:4比例进行 缩尺模型试验分析 1.0倍恒载作用下顶底板均受压 1.7倍恒载作用下底板压应力减小 顶板压应力增大，但仍在弹性范围内 1.7倍恒载和5.0倍负弯矩最不利荷载 模型混凝土无开裂、钢板无屈曲 钢混结合面上承压板承受荷载占总 荷载的70%80%，钢板占20%30% 工作内容 结论 Part 1 Part 2 Part 3Part 4 11 国内外研究现状 国外相关研究综述 1 2 3 主跨287m，世界首座混合梁桥梁 结合段采用无格式端部承压板， 班上设置U形钢筋和焊钉连接件 1972德国Kurt-Schmacher独塔斜拉桥 主跨368m，采用有格室承压板构 造，设置焊钉连接件、钢格室 1979德国Dsseldorf-Flehe独塔斜拉桥 主跨368m，设置焊钉连接件、钢格 室 1981瑞士Tjrn双塔斜拉桥 4 主跨490m，采用有格室后承压板 式构造 1991日本Ikuchi Bridge（混合梁斜拉桥） 5 对前承压板和后承压板两种格室的受力 性能进行比选，推荐采用首例性能较好 、施工较为方便的有格室后承压板构造 Mori K进行了构造分类、比选 6 通过对焊钉、角钢、锚固筋和环形筋的 推出试验，推荐采用刚度大、承载力高 和施工性能好的角钢连接件并依据构造 需要配置焊钉连接件 Mori K进行了构造分类、比选 Part 3 研究内容与方法 Part 1Part 2 Part 3 Part 4 13 Part 5研究内容与方法 研究 内容 平申线航道（上海段）整治工程 *建立钢-混凝土结合段的空间有限元模型分析其静力 承载力及可能的破坏形态 *采用板条模型对钢-混凝土结合段进行模型试验分析 ，纵桥向取16.6m，横向取实桥腹板位置处0.8m设 计板条模型并将模型试验结果与计算分析结果进行 对比 Part 1Part 2 Part 3 Part 4 14 Part 5研究内容与方法 研究 内容 钢-混凝土结合段构造对比分析 *通过有限元模型分析对比钢梁与混凝土梁连接段以及组合梁与混凝 土梁连接段的异同 *分析前后承压板在承受荷载时各自的贡献 *结合施工便利性、受力合理性对比剪力钉、PBL开孔版布置间距、数 量 Part 4 工作计划与预期成果 Part 1Part 2Part 3 Part 4 16 工作进度安排 进度安排 假期 暑期实习 Part 4 Part 5 2016.10- 2016.11 进行模型试验 整理并分析试 验数据并与计 算分析结果进 行对比 2016.11- 2017.1 2017.2- 2017.7 已完成部分 完成论文初稿 论文修改 准备答辩 2017.8- 2