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钢—混组合结构在钢桁架中的加固应用研究

周勇超  
【摘要】:在上世纪中叶我国修建的一些钢桁架桥,目前大多数桥梁仍在使用。但由于修建年代久远,且设计荷载等级较低,如何提高其承载力来满足现行交通的要求是工程技术人员关注的核心内题。本文针对钢—混凝土组合结构的特点,提出利用钢—混凝土组合结构对其进行加固,为此,本文主要作了如下研究工作: 总结了钢—混凝土组合结梁计算方法中的两种计算理论——弹性和塑性理论。并探讨了这两种理论在计算原理、分析方法和适用范围上的异同,在此基础上,指出以容许应力法为基础的弹性理论适合用于分析组合梁的正常使用极限状态,而其极限承载力则需要用塑性理论来分析。 探讨了剪力键的类型、试验承载力、以及其弹性和塑性设计方法。对剪力键设计方法的分析表明:当剪力键个数相等时,剪力键间距均匀分布和按竖向剪力图成反比的不均匀分布两种情况下,梁的抗弯承载力没有差别,只是部分叠合面上相对滑移略有增加。 分析了钢—混凝土组合连续梁支点处负弯矩截面的设计方法和负弯矩区剪力键的计算理论,结果表明,在对组合连续梁的计算过程中,应不计中支座左右各0.15l范围内的混凝土桥面板对刚度的贡献。 最后依托吴堡钢桁架大桥加固工程为背景,给出利用钢—混凝土组合结构加固该桥的方案,在详细考虑了计算模型的简化和参数的选取之后,利用Midas/civil有限元程序建立了有限元模型,计算可得出如下结论:该桥在加固后,各控制截面主要弦杆的内力、截面的最大位移(最大可减少45%)以及振幅均有所降低,表明该加固方案能提高了吴堡大桥的整体承载力,可供工程技术人员参考。


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