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项目年度编号
1700490142
中图分类号
U448.23
成果公布年份
2016
成果简介
传统预应力混凝土箱梁连续刚构桥已在中国山区广泛应用，但其存在自重大、跨中下挠等问题，已严重制约其进一步发展，国内学者对进一步改进连续刚构桥受力性能及使用性能方面做了较多研究，波形钢腹板PC组合箱梁连续刚构桥新型桥梁结构形式应运而生。采用波形钢板取代了混凝土腹板，减轻了自重，可有效解决跨中下挠严重的问题，提高了预应力效率。该项目以大跨径波形钢腹板PC组合箱梁连续刚构桥为研究对象，采用三维实体有限元仿真分析、大型室内模型试验等手段，对波形钢腹板PC组合箱梁连续刚构桥的静动力受力性能、波形钢腹板的稳定性、体外预应力设计、施工方法、耐久性进行了系统的研究，取得了丰硕的成果，其原创性成果如下：提出了新型埋入式剪力键，开展了静力与疲劳试验，提出了承载能力的计算公式。提出了更适于波形钢腹板PC组合箱梁桥的改进型埋入式剪力键，并开展了大型的静力模型试验和疲劳模型试验，通过多元回归分析推导出适合于改进型埋入式剪力键的承载能力计算公式N=n(11.30+2.022Acfc+1.138Asfst)+2.355fcA1+0.013fstA2。摸清了波形钢腹板的失稳机理，确定了钢腹板的失稳临界高度，并提出了解决措施。系统研究了大跨径波形钢腹板PC组合箱梁连续刚构桥钢腹板的失稳机理，确定了组合屈曲为主要失稳形态。通过波形钢腹板PC组合箱梁桥腹板稳定性的影响因素分析，提出了解决钢腹板稳定性的应对措施。 建立了波形钢腹板PC组合箱梁连续刚构桥设计计算方法。国内首次提出包括概念设计、部件设计、剪力键设计、抗震设计、抗风设计、后期可调体外预应力设计、整体结构分析全面的大跨径波形钢腹板PC组合箱梁连续刚构桥设计计算理论。 提出了适合于波形钢腹板PC组合箱梁节段悬臂施工的施工方法。结合波形钢腹板PC组合箱梁的结构特点，研发了新型挂篮，提出了基于波形钢腹板工字钢梁自承重特性的波形钢腹板PC组合箱梁悬臂施工SCC工法。 基于以上研究成果，编制了《大跨径波形钢腹板PC组合箱梁连续刚构桥的设计与施工指南》，指导建成了国内最大跨径的波形钢腹板PC组合箱梁连续刚构桥-叙古高速公路头道河大桥(主跨130m)，指导设计了南道高速公路花天河大桥(主跨148m)，节约了工程投资约3433万元，产生了巨大的社会和经济效益。 项目取得实用新型专利5项，发表期刊论文7篇，培养了博士生1名、硕士生10名、高级工程师多名。
完成人
孙立东 张雪松 胡旭辉 雷政 孙淑红 冯畅 丁艳超 徐略勤 曾勇
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