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大跨度钢—混凝土组合桥梁空间理论与应用研究

李勇  
【摘要】:二次世界大战以后,欧洲急需恢复战争破坏的桥梁和建筑,由于钢材短缺,采用大量的钢-混凝土组合结构,节约了钢材。日本1923年关东大地震,发现组合结构抗震性能良好。由此,组合结构在桥梁及高层建筑得到迅速发展。 以钢-混凝土组合桥梁工程为研究背景,从桥梁美学、空间理论、模型试验及工程应用等方面,对大跨度组合桥梁进行研究。本文主要内容: 1、大跨度琴拱桥理论。琴拱桥,以拱桥这一种造型优美的古老桥型为出发点,从桥梁美学与力学统一的角度出发,提出一种新型拱桥结构—琴拱桥。主拱如琴,吊索如琴弦,曲线圆润,富有动感,将古典拱桥与现代拱桥完美地结合在一起,充分展示了桥梁建筑美与力学美的统一。 琴拱桥理论对大跨度拱桥三个关键性技术难题,即横向稳定问题、水平推力问题、施工安装难题,提出了新的解决思路与技术方案。 2、钢-混组合桥梁体系转换新技术。根据弯曲还原力学原理,研发应用组合结构体系转换系新技术。利用结构体系变化与截面形成的过程,合理调整截面有效控制应力,实现降低控制截面混凝土拉应力的目的。 3、预应力传递效率与弯矩调幅方法。根据组合梁支点负弯矩影响线,精确地预加荷载,按加载程序浇筑混凝土结构层,按弯矩影响线要求卸载,使支点负弯矩区混凝土获得预压应力,通过影响线弯矩调幅提高预应力效率。 4、研发应用组合桥梁结构新体系。深圳彩虹大桥,主要采用了三项新技术:1)钢-混凝土全组合桥梁结构体系,2)预应力钢-高托座空心板组合梁;3)钢结构内导管定位法新工艺。 预应力钢-混组合桥梁新技术新工艺及其应用。随着波形钢腹板PC桥梁、钢桁腹PC组合桥梁、大悬臂波-桁组合PC桥梁的研究及应用,以其先进的新技术、新工艺及结构体系创新,新型组合结构体系将进入一个新的发展时期。 钢-混凝土组合结构是一种高强、高性能的材料组合,也是一种高效、经济的施工技术。实现了组合桥梁“轻质、高强、大跨、经济、美观”的目标。取得了显著的社会效益和经济效益,具有广阔的应用前景。


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