密布橫梁與混凝土板組合橋面系高速鐵路下承式鋼桁梁橋的研究.pdf

1、分類號VDC密級博士學位論文密布橫梁與混凝土板組合橋面系高速鐵路下承式鋼析梁橋的研究StudyonHighSPeedRailwaySteelThroughTrllssBridgewithMulti一crossbeamandConereteSlabComPositeFloorSystem作者姓名:學科專業(yè):學院(系、所):指導教師:陳佳橋梁與隧道工程土木建筑學院葉梅新教授論文答辯日期2業(yè)業(yè)全二答辯委員會主席中2010南大學年10月摘要近年

2、來，隨著高速鐵路建設的飛速發(fā)展，中國建造了許多高速鐵路橋梁。在上跨河流、公路時，受通航、通車對橋下凈空和橋頭高程的限制，橋梁的建筑高度一般較低，下承式鋼析結合橋是較好的選擇。密布橫梁與混凝土板組合橋面系下承式鋼析梁橋與其它組合橋面的鋼析梁橋相比建筑高度更低，受力性能更為合理。本文受鐵道部科技研究開發(fā)計劃項目《客運專線道碴橋面鋼析梁及軌道結構試驗研究》(ZOO6KO02一D)的資助，以一座96m跨度的高速鐵路橋梁為背景，對密布橫梁與混凝土

3、板組合橋面系下承式鋼析梁橋的受力特性和計算方法作了較為深入系統(tǒng)的研究，主要取得了如下創(chuàng)新性成果:1.提出了橋面系參與主析共同作用程度的解析解和簡化公式。根據(jù)橋面系與主彬下弦桿的變形協(xié)調(diào)條件，推導了橫梁的水平撓曲表達式，提出了橋面系參與主析共同作用程度的解析解考察了橫梁的面外抗彎剛度、下弦桿截面積、混凝土板寬度和厚度等因素對橋面系參與主析共同作用程度的影響通過多元非線性回歸分析和簡化，得到了橋面系參與主彬共同作用程度的簡化公式。試驗結果表

4、明，本文的解析解和簡化公式具有良好的精度。2.提出了橋面系第二系統(tǒng)受力的解析解。將支承在密布鋼橫梁上的混凝土橋面板作為彈性支承上的連續(xù)板，考慮了橫梁的豎向撓度和扭轉(zhuǎn)對混凝土板受力的影響，推導了橋面均布荷載和一般荷載作用下，混凝土板的“五彎矩方程”和“五反力方程”，進而求得橋面系第二系統(tǒng)受力的解析解。解析解與有限元結果吻合良好。3.基于第2條的研究成果，推導了橋面荷載兩條傳力途徑的傳力比和各橫梁間傳力比的簡化計算公式，提出了橋面荷載作用下

5、主析的受力模式。考察了大橫梁(節(jié)點橫梁)與小橫梁(節(jié)間橫梁)豎向剛度比、橫梁間距與混凝土板寬度比等因素對傳力比的影響。提出的主彬受力模式對橋梁的初步設計具有指導意義。4.對高鐵線路上一座96m跨度的密布橫梁與混凝土板組合橋面系下承式鋼彬梁橋完成了1:6的全橋縮尺模型試驗。通過對純鋼模型、半結合模型與全結合模型各種工況下的對比試驗，對三種橋面結構的受力特性和參與主析共同作用的程度作了分析。模型試驗和有限元分析計算表明，本文提出的各種計算方