系杆拱桥桥面系及结合方式研究报告(部级重大课题351页).doc

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  • 1 前 言

  • 2 钢-砼结合桥面 方案 比选

  • 2.1 钢-砼结合桥面方案计算分析基该附件

  • 2.2 钢-砼结合桥面方案计算模型

  • 2.2.1 材料特性和几何特性

  • 2.2.2 有限元分析方法

  • 2.2.3 计算依据

  • 2.2.4 计算参数和工况

  • 2.2.5 对比分析方案

  • 2.3 钢-砼结合桥面方案各方案计算结果

  • 2.3.1 主桁系梁挠度

  • 2.3.2 主桁系梁和拱肋内力

  • 2.3.3 横梁应力和剪力

  • 2.3.4 砼板应力

  • 2.4 计算结果对比分析

  • 2.4.1 主桁挠度

  • 2.4.2 主桁系梁和拱肋内力

  • 2.4.3 横梁应力和剪力

  • 2.4.4 砼应力

  • 2.5 本章小结

  • 3 钢-砼结合桥面推荐方案空间分析

  • 3.1 钢-砼结合桥面推荐方案计算分析基该附件

  • 3.2 钢-砼结合桥面方案计算模型

  • 3.2.1 材料特性和几何特性

  • 3.2.2 有限元分析方法

  • 3.2.3 计算依据

  • 3.2.4 计算参数和工况

  • 3.3 钢-砼结合桥面方案计算结果

  • 3.3.1 主桁系梁挠度

  • 3.3.2 主桁系梁和拱肋内力

  • 3.3.3 横梁应力

  • 3.3.4砼板应力

  • 3.4 本章小结

  • 4 整体钢桥面方案空间分析

  • 4.1 整体钢桥面方案计算分析基该附件

  • 4.1.1 主拱建筑设计结构形式

  • 4.1.2 桥面形式

  • 4.1.3 杆件截面尺寸

  • 4.2 整体钢桥面方案计算模型

  • 4.2.1 材料特性和几何特性

  • 4.2.2 计算模型

  • 4.2.3 计算依据

  • 4.2.4 计算参数和工况

  • 4.3 整体钢桥面方案计算结果

  • 4.3.1 主桁系梁挠度

  • 4.3.2 主桁系梁内力

  • 4.3.3 主桁拱肋内力

  • 4.3.4 端横梁应力

  • 4.3.5 主横梁应力

  • 4.3.6 次横梁应力

  • 4.3.7纵梁应力

  • 4.3.8 桥面板应力

  • 4.3.9 U肋及板肋应力

  • 4.4 本章小结

  • 5 主要结论与建议

  • 5.1 钢-砼结合桥面方案比较主要结论

  • 5.2 钢-砼结合桥面推荐方案空间分析主要结论

  • 5.3 整体钢桥面方案空间分析主要结论

  • 5.3 两方案的对比分析

  • 致 谢

  • 参考文献

  • 附录:钢-砼结合桥面方案比选附图

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附件详情: 本报告为《高速铁路系杆拱桥设计的研究》分报告之三《桥面系及结合方式研究报告》。 针对高速铁路128m系杆拱桥,采用有限元分析方法,首先对纵横梁桥面系和密布横梁桥面系两种结合方式、混凝土桥面板不同的分块方式等进行详细对比分析;然后,重点针对钢-砼结合桥面推荐方案、整体钢桥面方案的空间受力行为进行了对比分析,为高速铁路128m系杆拱桥的桥面系及结合方式的拟定提供参考。 ...... 钢-砼结合桥面方案计算分析基该附件:
系杆拱为128m跨度,矢高24m,矢跨比为1/5.33,梁部两端各设2个支座。梁部拱肋轴线采用二次抛物线,心拱顶为坐标原点,其方程为y=3x2/512。两片拱肋中心距为16m,吊杆间距为10+12×9+10m,每侧共设13根吊杆,拱肋设7根横撑。桥面系采用下列两种体系之一:密布横梁体系和纵横梁体系。密布横梁桥面系由2根端横梁、13根主横梁、28根次横梁、下平联斜撑和钢筋砼桥面板组成;纵横梁体系由2根端横梁、27根主横梁、112根纵梁、下平联斜撑和钢筋砼桥面板组成。
......
材料特性和几何特性:
对于钢砼结合梁,一般其计算包括施工计算和运营计算。对于施工计算,假定施工时钢梁下无临时支撑,则在砼强度达到强度设计值的75%以前,结合梁的自重及其上部施工荷载将由钢梁单独承担,当砼强度达到强度设计值的75%以后,即按结合梁进行分析。对于运营阶段,则应分荷载的长、短期作用考虑结合截面进行分析,荷载短期作用时,弹性模量比为n=Es/Ec;荷载长期作用时,弹性模量比为n=(1+φ)Es/Ec,式中φ为徐变系数,Es为钢的弹性模量,Ec为砼的弹性模量。
......
对比分析方案:
为了对桥面的建筑设计结构形式和变形、受力状态对比研究,本报告对桥面体系和砼板开缝数量做了初步的对比研究。
比选方案1:密布横梁体系+砼板为1段;(127.8m)
比选方案2:密布横梁体系+砼板分为3段(42.9+42+42.9m);
比选方案3:密布横梁体系+砼板分为4段(30.9+33+33+30.9m);
比选方案4:密布横梁体系+砼板分为5段(24.9+27+24+27+24.9m);
比选方案5:纵横梁体系+砼板为1段(127.8m);
比选方案6:纵横梁体系+砼板分为5段(23.4+27+27+27+23.4m);
作为方案比选,除横梁应力仅采用工况2和工况4外,其余均采用工况1~工况5 。
......
编于,共351页。

桥面系

全桥计算模型

系梁与横梁耦合约束图

应力图

砼桥面顺桥向正应力云图

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