论文总字数：27180字

摘 要

钢—混凝土组合连续梁桥是一种新型桥梁结构，次结构受力合理，能够充分发挥钢材受拉强度高，混凝土受压强度高的优点，而且便于施工，近些年来得到了较为广泛的应用。

本次设计采用三跨变截面工字钢—预制混凝土板组合连续梁桥，跨径布置为30m 50m 30m，本次设计主要针对桥梁的各个施工阶段以及成桥后的状态进行了受力分析，进行了钢梁、预制混凝土板的应力验算，并针对不同的工况分析了纵向预应力、温度变化对结构内力产生的影响。通过Midas Civil有限元分析软件建模计算，用来校核手算结果。

此外，本次设计针对桥梁的钢梁横向联系、剪力连接件以及焊缝等细部构件进行了设计。通过完整的设计过程，提高了作者对桥梁工程的认识，熟悉了设计规范和理论要求，了解了组合结构梁桥的施工过程，对本科阶段所学习的专业知识有了新的理解并能应用于实际。

关键词：工字钢，预制混凝土板，组合桥梁，有限元分析

Abstract

The steel-concrete composite continuous girder bridge is a new type of bridge structure. The structure is reasonable and can give full play to the advantages of high tensile strength and high compressive strength of steel. It is easy to be constructed and has been widely used in recent years. The design of the three-variable cross-section I-beam - prefabricated concrete slab composite beam bridge, span layout for the 30m 50 m 30 m, this design is mainly for the bridge of the construction phase and the bridge after the state of the force The influence of longitudinal prestress and temperature on the internal force of the structure is analyzed for different working conditions. The Midas Civil finite element analysis software is used to model the calculation results.

In addition, this design for the bridge of the steel beam transverse contact, shear connections and welds and other fine components were designed. Through the complete design process, the author has improved the author's understanding of the bridge engineering, familiar with the design specifications and theoretical requirements, understand the construction process of the composite structure beam bridge, have a new understanding of the professional knowledge learned in the undergraduate stage and can be applied actual.

Keywords: Steel – concrete; composite beam bridge; Finite element analysis;

目 录

第一章 绪 论 1

1.1 概述 1

1.1.1 组合结构 1

1.1.2 组合结构的发展历史 1

1.1.3 抗剪连接件 2

1.2 组合梁桥的特点 3

1.3 组合梁的研究方法 4

1.3.1 解析法 4

1.3.2 半解析法 5

1.4 设计任务 5

1.5 施工流程分析 6

1.5.1 钢梁架设阶段 7

1.5.2 桥面板铺设阶段 7

1.5.3 预应力张拉 7

1.5.4 钢混结合 7

1.5.5 现浇段处理 7

1.5.6施加二期恒载 8

第二章 装配式钢—混组合梁桥的结构设计 9

2.1 原始条件及数据 9

2.2 结构形式 9

2.3主要技术指标 9

2.4 桥面系构造 10

2.5 材料参数 10

2.6 截面特性计算 12

2.6.1 跨中钢梁截面特性： 12

2.6.2支座钢梁截面特性： 12

2.6.3 组合截面特性计算 12

第三章：装配式钢—混凝土组合梁桥施工阶段计算分析 14

3.1 主要施工过程 14

3.2恒载集度计算 14

3.3 简支钢梁吊装阶段内力计算 14

3.4 钢梁简支转为连续阶段 17

3.4.1单梁简支变连续 17

3.4.2 横向联系施工 18

3.5铺设预制桥面板阶段 20

3.6 现浇段施工 21

3.7 桥面铺装阶段 22

第四章：装配式钢—混凝土组合梁桥成桥阶段的计算分析 24

4.1 荷载组合 24

4.1.1 恒载内力效应计算 24

4.1.2 活载内力效应计算 24

4.1.3 荷载组合 30

4.2 正常使用状态下的应力验算和挠度验算 32

4.2.1 长期效应和短期效应的内力组合 32

4.2.2截面应力验算 34

4.2.3 混凝土板的应力复核 36

4.2.4 预应力布置 36

4.2.5 温差和混凝土收缩徐变应力 37

4.2.6 活载挠度计算 38

4.3 承载能力极限状态的验算 39

4.3.1 基本组合 39

4.3.2 抗弯承载力验算 40

4.3.3 抗剪承载力验算 41

第五章 装配式钢—混凝土组合梁桥的关键构造设计 42

5.1 抗剪连接件 42

5.1.1 单个抗剪连接件抗剪承载力设计值 42

5.1.2 抗剪连接件的构造要求 42

5.1.3 抗剪连接件的数量要求 43

5.2 焊缝计算 43

第六章 总结与致谢 45

参考文献 47

第一章 绪 论

1.1 概述

1.1.1 组合结构

在现代桥梁工程中，继钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、钢结构以及砖石混凝土结构之后，钢—混凝土组合结构已经成为了第五大类结构，这种结构在桥梁工程中具有许多明显的优点，整体受力更为经济经济，能够充分发挥两种材料的各自优势，而且便于施工，从而得到了较为广泛的应用，近年来，在桥梁工程汇总应用较多的组合结构主要有三种：钢—混凝土组合梁、预弯组合梁和钢管混凝土结构。

1.1.2 组合结构的发展历史

钢—混凝土组合结构的历史最早可以追溯到20世纪20年代，然而，在20世纪70年代左右，钢混组合结构的最基本形式——组合梁才开始了在工程上的大量应用。纵观钢混组合梁桥的发展历史，可以划分为三个阶段。

一、创始阶段

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