矩形钢管混凝土组合桁梁桥装配化施工方法及计算参数研究

作     者：奉思东 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘永健;刘士林

授予年度：2019年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：矩形钢管混凝土 组合钢桁梁桥 单元划分 装配化施工方案 施工可行性 

摘      要：在桥梁工业化的进程中,基于预制拼装的桥梁快速建造技术受到广泛的重视,其核心要素为桥梁设计标准化、构件制造工厂化、施工现场装配化。而矩形钢管混凝土组合桁梁桥作为一种新型桥梁结构形式,有着结构轻盈、安装方便快捷、经济技术性能显著的特点,能满足工厂预制、现场装配的快速建造技术要求,可以作为发展中等跨径桥梁工业化的选择之一。基于此,本文选择矩形钢管混凝土组合桁梁桥标准化设计、装配化施工的关键问题进行施工方案的设计和比选,为同类桥梁的设计和施工提供参考。主要开展的研究内容如下:(1)阐述了桥梁工业化背景下桥梁快速建造技术的核心思想和矩形钢管混凝土组合桁梁桥的优势及特点,总结组合钢桁梁桥的研究现状与工程应用,提出了该桥型装配化施工方案研究的不足。(2)进行50m、60m、70m、80m中等跨径矩形钢管混凝土组合桁梁桥标准化设计思路和结构杆件参数的概述,从装配化的角度提出运输单元、安装单元的形式和划分原则,详细讨论了组合钢桁梁桥结构的钢桁架和预制混凝土桥面板的施工方法,并将施工方法与(4×80)m跨径通用图的安装单元合理的组合。(3)基于(4×80)m标准跨径矩形钢管混凝土组合桁梁桥,进行钢管混凝土桁架顶推、节段吊装、悬臂拼装三种方法的具体施工方案的设计,从结构的过程受力行为和施工可行性的角度入手,推荐合理方案。通过计算,验证了矩形钢管混凝土工厂预制、现场安装的可行性,分析了施工过程钢桁架结构从节点传力,到节点间支承时下弦杆的“梁受弯的两种受力模式的转变。(4)从控制负弯矩区桥面板拉应力的角度比选了综合考虑施工顺序、工艺技术的具体施工方案,并提供了与钢桁架的三种施工方法对应的预制混凝土桥面板的架设思路。