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摘 要

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波形钢腹板预弯组合槽型梁设计

摘要

虽然国内外在波形钢腹板和槽型梁的建设这一领域研究已经很多。但是对于波纹钢腹板预弯组合槽形梁的这一综合型的桥梁的研究还很少，所以研究波形钢腹板预弯组合槽型梁桥的方向是非常前沿的。研究这种非常新颖的结构，不但可以提高我国科研人员在槽型梁桥建设和研究方面的水平，也能为我国桥梁向外输出提供竞争力。题目来自于地铁工程中的预弯波形钢腹板桥梁。梁长为29.92m。它的计算跨径为28.82m，跨中的梁高为1.85m，支座处的梁高为2.2m，跨中的梁底的总宽度为5.2m，底板的厚度为0.3m，其主梁的上翼缘宽度为0.7m，厚度为0.4m，在梁端设置了内衬混凝土。波形钢腹板的厚度为14mm，选择的是1200型。

在本设计中，首先利用Midas建模，算出主力组合的跨中最大弯矩、活载在跨中的最大弯矩、主力组合的最大剪力。分别用理论计算公式来验算抗弯承载力、抗剪承载力、挠度、预弯梁各个阶段的应力以及整体的稳定性以及局部稳定性。并且对连接件以及桥面板的承载能力进行了验算。

经验算得出结论，设计的桥梁结构是安全的，满足设计规定的要求。

关键词：波形钢腹板 预弯 槽型 抗弯 抗剪 挠度 应力 连接件

Abstract

The direction of the pre-curved grooved girder bridge with corrugated steel webs is very promising both at home and abroad.Very few engineers study the corrugated steel web pre-curved groove beam construction.The study of this very novel structure can not only improve the knowledge of bridge researchers but also provide the competitiveness of our industry when we try to go outwards.

The topic comes from a pre-stressed corrugated steel web bridge in a subway project. The length is 29.92m, the width of the bottom in the mid-span is 5.2m.The height of beam at the support is 1.85 meters and the height of beam at the support is 2.2m.On the upper flange, the thickness is 0.3m and the width is 0.7m. Across the beam ,the thickness is 0.4m.The thickness of the corrugated steel web is 14mm and the choice is 1200.

In the design, by the use of modeling, I calculate the max bending moment in the mid-span, and the moment caused by live load and the max shearing. After that I use the theoretical calculation formula to check the flexural capacity ,stress capacityat at all stages of the pre-bending beam, shear capacity, deflection and the carrying capacity.

The result is that the design of the bridge structure is safe to meet the requirement of the requirements.

Key words: corrugated steel web, pre-bending, bending resistance, shear, deflection, stress shear element

目录

摘要 I

Abstract I

第一章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.2波形钢腹板预弯组合槽型梁结构概述 1

1.2.1波形钢腹板箱型梁结构的发展以及在桥梁工程中的应用 2

1.2.2槽型梁桥的发展以及在桥梁结构中的应用 3

1.2.3预弯组合桥梁的发展以及在桥梁工程中的应用 4

1.2.4结构特点 4

第二章 设计资料 6

2.1基本资料 6

2.2主梁尺寸 6

2.3材料性能参数 8

2.4设计荷载 9

2.5荷载组合 10

2.6设计依据 11

第三章 波形钢腹板预弯组合槽型梁上部结构分析 12

3.1杆系法建模概述 12

3.1.1杆系法概述 12

3.1.2杆系法建模思路 13

3.2杆系法有限元建模 13

第四章抗弯、抗剪承载力验算 15

4.1抗弯验算 15

4.2抗剪验算 17

第五章波形钢腹板预弯组合槽型梁应力计算 19

5.1基本原理 19

5.2计算方法概述 21

5.2.1计算方法的基本思路 21

5.2.2基本假设与规定 21

5.3应力计算过程 22

5.3.1 截面几何特性 22

5.3.2 计算步骤1预弯钢梁 28

5.3.3 计算步骤2卸除预弯力 29

5.3.4 计算步骤3一期混凝土自重作用 30

5.3.5 计算步骤4一期混凝土的初期徐变 30

5.3.6 计算步骤5一期混凝土的干缩影响 32

5.3.7 计算步骤6浇筑二期混凝土（忽略模板重量） 33

5.3.8 计算步骤7二期恒载作用 34

5.3.9 计算步骤8二期混凝土干缩影响 35

5.3.10 计算步骤9二期混凝土的徐变作用 38

5.3.11 计算步骤10一期混凝土后期徐变作用 39

5.3.12 计算步骤11活载作用阶段 43

5.3.13 预应力钢筋产生的应力 44

5.4应力组合与应力验算 44

第六章 挠度验算 46

第七章稳定性分析 49

7.1整体稳定性 49

7.2局部稳定性 50

第八章桥面板的承载力计算 53

第九章连接件的计算 55

第十章 小结 56

参考文献 57

致谢 58

第一章 绪论

1.1课题背景

地铁工程中的预弯波形钢腹板桥梁^[1]梁长为29.92m。它的计算跨径为28.82m，跨中的梁高1.85m，支座处的梁高为2.2m，跨中的梁底的总宽度为5.2m，底板的厚度为0.3m，其主梁的上翼缘宽度为0.7m，厚度为0.4m，在梁端设置了内衬混凝土。波形钢腹板的厚度为14mm，选择的是1200型。将预应力筋在板的底部进行直线布束，一共安放了77束标准型的钢绞线。由于结构自重比较轻，可以采用满堂支架的方法来施工，梁体在现场进行安装定位。

客车类型：A型号M系列的列车，每组6节车厢；

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