《橋梁工程》全冊配套課件3

《橋梁工程》全冊配套課件32024/9/4本文研究內容

本文通過縮尺模型試驗以考察鋼—混凝土接頭這種壓彎構件的承載力及其力學性能。并利用ANSYS有限元軟件對鋼-混凝土壓彎構件進行荷載—應變、變形關系全過程計算和工作機理分析，將數(shù)值計算結果與試驗結果進行對比分析。以驗證鋼—混凝土接頭做到能比較流暢地傳遞各種荷載產生的內力及變形，避免產生應力集中和折角，確?；旌辖Y構安全、經久耐用。本文將在理論分析、試驗研究和有限元仿真分析的基礎上對鋼—混凝土接頭變形性能、應力分布和其承載力及破壞模式進行分析。主要的研究內容有：1、鋼-混凝土結合段結構設計計算方法；2、鋼-混凝土結合段鋼與混凝土的傳力機制；3、鋼-混凝土結合段鋼結構及混凝土應力分布及變形；4、鋼-混凝土結合段承載能力及破壞模式；第一章

緒論

1.1鋼—混凝土復合結構1.1.1復合結構分類

鋼-混凝土復合結構是在鋼結構和鋼筋混凝土結構基礎上發(fā)展而來的一種新型結構，它是由不同材料結合成整體結構而共同工作，并能獲得比單一材料結構更佳的特性的結構。經過數(shù)十年的研究和實踐，鋼—混凝土復合結構已經發(fā)展成為既區(qū)別于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構和鋼結構，又與之密切相關的一門學科，其結構類型和適用范圍涵蓋了土木工程的整個領域。

隨著鋼結構與鋼筋混凝土結構復合技術的發(fā)展和應用的日益廣泛，出現(xiàn)了多種復合方式和結構形式，為了統(tǒng)一名詞定義、避免混淆，日本有學者對由異種材料組成的結構做了明確定義和分類：復合結構是組合結構和混合結構的總稱。組合結構是指構件截面由鋼和混凝土等異種材料部件接合成整體結構而共同工作的結構體系，如組合梁、壓型鋼板混凝土板、型鋼混凝土、外包鋼混凝土等結構。

混合結構是部分采用鋼構件（例如鋼柱、鋼梁等）、鋼筋混凝土構件（鋼筋混凝土柱、鋼筋混凝土梁等）、組合構件（鋼骨混凝土、鋼管混凝土、組合梁）中的兩種或兩種以上的構件組合成整體的結構。1.1.2鋼—混凝土復合結構的應用

鋼-混凝土復合結構是結構工程領域近年來發(fā)展很快的一個方向。復合結構多運用于高層建筑及大跨橋梁。鋼—混凝土復合結構利用了鋼材和混凝土各自的材料性能，具有承載力高、剛度大、構建節(jié)目尺寸小、施工快速方便等優(yōu)點。同鋼筋混凝土結構相比，復合結構可以減小構件截面尺寸、減輕結構自重、減小地震作用、增加有效使用空間、降低基礎造價、方便安裝、縮短施工周期、增加構件和結構的延性等優(yōu)點；同鋼結構相比，具有可減小用鋼量、增大剛度、增加穩(wěn)定性和整體性、提高結構的抗火性和耐久性等優(yōu)點。

隨著我國經濟建設的快速發(fā)展、鋼產量的大幅提高、鋼材品種的增加、科研工作的深入、應用實踐經驗的累積，鋼—混凝土復合結構在我國也得到迅速的發(fā)展和越來越廣泛的運用，應用范圍已經涉及到建筑、橋梁、高聳建筑、地下結構、結構加固等領域。例如我國的已建成的金茂大廈、深圳地王大廈、賽格廣場等超高層建筑，全部或部分采用了復合結構。同時，復合結構還非常適用于斜拉橋、懸索橋、拱橋等大跨徑橋梁結構體系，如重慶菜園壩長江大橋、舟山桃夭門大橋、青洲閩江大橋。工程應用實踐證明，復合結構綜合了鋼結構和鋼筋混凝土結構的優(yōu)點，可以用傳統(tǒng)的施工方法和簡單的施工工藝獲得優(yōu)良的結構性能，技術經濟效益和社會效益顯著，非常適合我國現(xiàn)階段基本建設的國情，是具有廣闊的應用前景的新型結構體系之一。

近年來，橋梁建設的快速發(fā)展得益于鐵路和高速公路基礎建設的強勁增長。鋼—混凝土復合結構類型橋梁相對于其他類型橋梁具有良好的技術特點和較高的成本效益，不但適用于大跨徑橋梁建設，而且在中小跨徑橋梁建設中具有較強的競爭力。1.3鋼與混凝土的連接鋼與混凝土結合段時一般采用以下幾種方案：焊接鋼筋錨固式、PBL剪力鍵式、剪力釘體外預應力錨固式和外法蘭盤預壓式等四種設計方案。1.3.1焊接鋼筋錨固式焊接鋼筋錨固式鋼-混結合段方案多用于早期的鋼管混凝土系桿拱橋和鋼箱結構中。通過在鋼結構內外壁焊接粗鋼筋，利用粗鋼筋在混凝土塔座中的握裹，并在連接區(qū)段設置足夠的承壓鋼筋網和其它構造鋼筋，實現(xiàn)混凝土與鋼箱的可靠連接，同時將部分段落的鋼構件埋置于混凝土塔座中。1.3.2PBL剪力鍵式南京長江三橋鋼塔與混凝土橋墩的連接方案，在國內率先引入主要承壓構件使用PBL剪力鍵的模式，在進行鋼箱與混凝土錨固時，將鋼箱插入混凝土體內一段長度，插入段四邊腹板和中間縱隔板開設直徑6cm左右的圓孔，圓孔內放置直徑Φ32的粗鋼筋，采用特殊工藝保證粗鋼筋位于圓孔中心，鋼塔內力傳遞依靠混凝土與鋼筋共同組成的剪力鍵受剪和鋼板與混凝土之間的粘結力實現(xiàn)。1.3.3剪力釘體外預應力錨固式剪力釘配合體外預應力錨固式鋼混結合段處理方案是北京市路橋工程中最常用的方案，此方案通過在鋼箱端部焊接圓頭焊釘，塔座預設預應力鋼束，在連接段上端設置預應力錨箱，通過張拉預應力鋼束實現(xiàn)鋼箱與混凝土塔座的固結，并通過調整預應力張拉噸位控制鋼混結合面在任意荷載作用條件下始終處于受壓狀態(tài)。1.4研究背景1.4.1橋梁概況五渡橋是北京市房山區(qū)淶寶路西關上一座橋梁，跨越拒馬河，位于十渡風景區(qū)內（項目地理位置見圖1.8）。項目路線設計全長550m，起點樁號K0+000,與現(xiàn)況淶寶路接順；終點樁號K0+550，與新建四渡橋相接。淶寶路為二級公路，設計速度為40km/h，路基寬18m，路面寬12m，設計汽車荷載為公路－Ⅰ級，人群荷載3.5kN/m2，地震動峰值加速度為0.2g。1.4.2傾斜型預壓式鋼-混結合段設計本橋設計中采用內法蘭預壓式實現(xiàn)鋼塔與混凝土塔座連接的方案。鋼架塔A段與塔座間采用施加高強螺栓預壓力和設置鋼混連接段的模式進行。連接時，首先進行剛架塔A段與塔座預埋鋼板的連接，采用連接螺母接長高強螺栓后，澆筑剛架塔內鋼混段混凝土，最后在鋼混段頂錨固板進行接長高強螺桿的緊固。高強螺栓和螺桿均為10.9SM24高強螺栓和螺桿，設計預緊力為225kN，均采用定扭矩扳手施工。1.5研究現(xiàn)狀及存在問題隨著社會的發(fā)展，科技的進步，橋梁造型變化日新月異，混合結構不光運用于大跨徑斜拉橋、梁橋和拱橋建設中。為了達到優(yōu)美而獨特的環(huán)境效果，大量設計新穎的結構形式不斷涌現(xiàn)。盡管現(xiàn)代計算理論方法已經能夠分析橋梁結構復雜的應力問題，但是計算結果與實際結果存在一定的差異。目前，國內外對鋼-混結合段研究的文獻資料大多數(shù)是針對混合梁斜拉橋和梁橋進行的，其結合部位的結構構造、應力分布以及傳力機制與三角剛架懸吊連續(xù)梁橋有著很大的不同，難以直接推廣運用，只能用作設計的參考和借鑒。尤其是本項目采用內法蘭預壓式實現(xiàn)鋼塔與混凝土塔座連接的方案，并且采用預壓高強螺栓進行連接。因此需要對其受力性能做出綜合分析，并對其合理性做出研究。1.6本文所研究內容1、鋼-混凝土結合段結構設計計算方法；2、鋼-混凝土結合段鋼與混凝土的傳力機制；3、鋼-混凝土結合段鋼結構及混凝土應力分布及變形；4、鋼-混凝土結合段承載能力及破壞模式；第二章鋼—混凝土塔座預應力結合段模型有限元分析

2.1有限元單元介紹在采用ANSYS進行有限元仿真分析中，混凝土選用SOLID65實體單元模擬，鋼板選用SHELL93殼單元模擬，高強螺栓選用LINK8桿單元模擬。2.2有限元模型建立本文擬用有限元程序ANSYS對塔座鋼-混結合段進行實體仿真模擬，有效分析結構的受力特性。有限元模型的建立如下所示：仿真計算模型比例取4:1。鋼-混結合段長500mm，向混凝土塔座方向取500mm混凝土段，向鋼箱方向取500mm鋼箱段，模型的總長度為1500mm。同時滿足仿真計算模型能較真實的反映實橋鋼-混凝土結合段受力情況。仿真分析時建模的原則應該滿足：1）模型盡可能與實際結構一致。2）對實際結構進行進行必要的簡化，但又不要太過于簡化。這樣就既能保證模型具有足夠的精度，又能滿足模型計算效率，并力求結果準確合理。在項目實體橋梁結構中鋼-混結合段為傾斜型預壓式結構，施工階段和使用階段受力比較復雜。為簡化建模，擬采用以下基本假定：（1）鋼-混結合段兩端尺寸差距不大，擬采用采用上下尺寸相等的簡化方式來建模。（2）高強螺栓（LINK8單元）、鋼結構（SHELL63單元）、混凝土（SOLID65單元）采用共節(jié)點關系處理。（3）在鋼混結合段內，忽略鋼板與混凝土之間的相對滑移，認為高強螺栓可以有效地保證鋼板與混凝土的協(xié)同工作。（4）在混凝土塔座的仿真模擬中，將鋼筋彌散在混凝土中，假定鋼筋與混凝土粘結良好，無相對滑移。（5）在模型的受力狀態(tài)模擬中對荷載進行了等效處理：軸向力簡化為均布荷載作用于軸向鋼箱表面上、彎矩簡化為均布荷載形成的力偶作用于鋼結構上緣。有限元理論分析考慮了材料非線性和邊界非線性，分別通過給定材料的非線性本構關系、創(chuàng)建接觸對來實現(xiàn)。高強螺栓的預緊力采用降溫法來模擬，鋼-混凝土結合部塔座底部按固結考慮。加載工況按承載能力極限狀態(tài)下最大軸力作用效應組合和最大彎矩作用效應組合來考慮，另外，為了進一步研究結構的非線性行為，軸向上保持最大軸力不變，通過逐步加大側向力來研究結構的破壞形式。依據(jù)上述原則建立的鋼—混結合段三維空間有限元模型如圖：

2.3鋼—混結合段有限元分析研究鋼—混凝土結合段局部有限元分析主要是對承載能力極限狀態(tài)下最大軸力荷載組合和最大彎矩荷載組合下的結構受力情況進行分析，并在此基礎上對結合段的破壞作進一步研究。2.3.1結合段受力機理鋼與混凝土結合段設計方案根據(jù)所采用連接方式的不同可分為以下幾種：焊接鋼筋錨固式、PBL剪力鍵式、剪力釘體外預應力錨固式和外法蘭盤預壓式等。傾斜型內法蘭預壓式連接鋼-混結合段，采用高強螺栓施加預緊力，使結構首先有了預應力，有效防止了混凝土結合面上產生拉應力，并有效預防混凝土裂縫的產生。在模型結構設計時，使塔底邊緣的拉力不超過高強螺栓的預緊力設計值，保證混凝土塔座始一直處于受壓的狀態(tài)。2.3.2最大軸力荷載組合1．結合段混凝土塔座應力分析最大軸力作用效應組合下，鋼-混結合段混凝土塔座應力分布云圖如圖。由于對高強螺栓施加了預緊力，混凝土塔座除頂端受拉側外基本處于受壓狀態(tài)，壓應力除個別點偏大外基本分布在為1Mpa左右，其受力狀況與設計相吻合。另外，由于彎矩的存在導致受拉側混凝土塔座底部產生了的較小拉應力，這是由實際受力狀態(tài)等效加載方式所致。2．結合段鋼箱應力分析最大軸力作用效應組合下，鋼-混結合段內鋼箱的應力云圖如圖2.6。由圖可以看出，鋼箱總體表面的應力分布在15Mpa左右，但也有個別點應力偏大，最大應力集中點的應力也在60Mpa以下，遠小于鋼材的屈服應力。3．高強螺栓應力分析下圖為最大軸力作用效應組合下鋼—混結合段內高強螺栓的軸向應力分布云圖。由圖可見，高強螺栓的軸向應力都在在250MPa以下，小于其屈服強度。2.3.3最大彎矩荷載組合1．鋼-混結合段混凝土塔座應力分析最大彎矩作用效應組合下，鋼-混結合段混凝土塔座應力分布云圖如圖。從圖中可以看出，由于高強螺栓預緊力的作用，混凝土塔座除頂端受拉側外基本處于受壓狀態(tài)，壓應力除個別點偏大外基本分布在為1Mpa左右。另外，由于彎矩的存在導致受拉側混凝土塔座底部產生了的拉應力，與最大軸力作用效應組合下的拉應力相比，拉應力略有增大，這與實際加載狀況相吻合。2．結合段鋼箱應力分析最大彎矩作用效應組合下，鋼-混結合段內鋼箱的應力云圖如圖。由圖可看出，鋼箱總體表面的應力值分布在15Mpa左右，有個別點應力比較集中，其應力值大約為52.6Mpa，但遠小于其屈服強度。3．高強螺栓應力分析下圖為最大彎矩作用效應組合下鋼—混結合段內高強螺栓的軸向應力分布云圖。由圖可見，比最大彎矩組合條件下應力偏大，但高強螺栓的軸向應力都在250MPa以下，遠小于其屈服強度。2.4本章小結通過最大內力效應組合分析，結合面基本處于受壓狀態(tài)，而且混凝土局部承壓應力滿足規(guī)范要求，通過理論分析表明鋼-混凝土結合段滿足最大承載能力極限狀態(tài)設計要求。另外，模型結構的鋼箱和高強螺栓的應力值都遠低于材料的屈服強度，鋼-混結合段具有一定的安全儲備，工作性能良好。第三章鋼—混凝土塔座預應力結合段模型試驗原理

3.1材料本構關系及屈服準則3.1.1鋼的本構關系及屈服準則對于Q235鋼、Q345鋼等土木工程中常用的低碳鋼，鋼材的應力-應變（σ-ε）關系曲線一般可分為彈性階段（oa）、彈塑性階段（ab）、塑性階段（bc）、強化階段（cd）和二次塑流（de）等五個階段。鋼材實際應力-應變關系曲線如圖所示。3.1.2混凝土的本構關系混凝土作為土木工程中應用最廣泛的建筑材料之一，其本質的特點是材料組成的不均勻性，且存在天生的微裂縫，由此決定了其特征工作機理是：微裂縫發(fā)展、運行、從而構成較大的宏觀裂縫，繼之宏觀裂縫又發(fā)展，最終導致結構中混凝土的破壞?；炷恋倪@種工作機理決定了其工作性能的復雜性。Hognestad建議的應力—應變關系式是目前國內外采用最為廣泛的曲線（如圖），其上升段為拋物線變化，下降段為斜直線變化。該曲線取斜率為15%的斜直線來考慮混凝土的下降段，表達簡潔，又抓住了主要特征，因而得到廣泛應用。3.1.3螺栓連接件受力狀態(tài)與破壞形態(tài)當小量值的作用力作用于螺栓構件時，其抵抗外力的能力主要靠兩層鋼板之間的摩擦力來承擔。當外荷載大于抗摩擦極限值后，兩層鋼板之間將產生相對滑移，螺桿因與孔壁作用開始受到剪力作用，孔壁受到壓力作用。當螺栓連接構件處于彈性工作階段時，螺栓受到的力值存在差異，一般中間受力較小，兩邊受力較大。隨著外荷載的增加，構件進入塑性工作階段，螺栓之間的力值基本相等，一直到破壞。而對于高強螺栓，在擰緊時，螺栓中產生了很大的預拉力，而被連接板件間則產生很大的預壓力。連接受力后，由于接觸面上產生的摩擦力，能在相當大的荷載情況下阻止板件間的相對滑移，因而彈性工作階段較長。由此可見，首先高強螺栓所用材料本身強度高，再之對高強螺栓施加了預緊力以后，螺栓構件兩層鋼板之間將產生很大的壓力，從而大大提高了其摩擦力。對于短頭的高強螺栓連接構件，其螺栓群受力比較均勻，基本在達到極限強度后同時破壞：對于較長螺桿的連接構件，螺栓之間受力差異很大，最邊緣的高強羅栓首先達到極限強度破壞，接著內力重新分布，中間的螺栓受力增大直至強度極限而破壞，最終整個高強螺栓連接構件破壞。3.2模型試驗原理3.2.1模型試驗的概述模型試驗是指根據(jù)具體的實際結構或構件，按一定的相似關系縮小為結構模型進行試驗研究，其試驗數(shù)據(jù)可根據(jù)相似關系直接換算為原型結構的數(shù)據(jù)。模型試驗作為結構性能分析的手段，在近代工程結構的發(fā)展中起著重要的作用。一、模型試驗的應用1.代替大型結構試驗或作為大型結構試驗的輔助試驗。2.作為結構分析計算的輔助手段。3.驗證和發(fā)展結構設計理論。二、模型試驗的優(yōu)點和缺點

1.優(yōu)點1）經濟性好。2）針對性強。3）數(shù)據(jù)準確。2．缺點及不足試驗用模型雖可在許多基本假設與主要因素方面模擬實物，但在一些局部的細節(jié)方面卻很難實現(xiàn)，例如結構的連接接頭，焊縫的特性，某些應力集中因素等，很難在模型試驗中得到反映。3.2.2量綱分析在討論相似定理時，我們往往假定已知結構系統(tǒng)各物理量之間的基本關系。而進行結構模型試驗時，并不能確切地知道關于結構性能的某些關系，這時，借助于量綱分析，能夠對結構體系的基本性能做出判斷。一、量綱定義：量綱，又稱因次，他說明測量物理量時所采用的單位性質。度量單位有兩種含義：一是表示被度量的物理量的類型，另一是表示度量單位的大小。稱被度量的物理量的類型為該物理量的量綱。二、量綱關系在一物理現(xiàn)象中，各物理量間既有區(qū)別又有聯(lián)系，因此，它們的量綱之間也存在一定的關系1.兩個物理量相等，是指不僅數(shù)值相等，而且量綱也相同。2.兩個同量綱參數(shù)的比值是無量綱參數(shù)，其數(shù)值不隨所取單位的大小而變。3.在一物理方程中，等式兩邊各項的量綱必須相同。4.導出量綱可以和基本量綱組成無量綱的組合。3.2.3模型的相似理論一、相似的概念1.幾何相似如果模型上所有方向的線性尺寸，均按原型相應尺寸用同一比例常數(shù)確定則此模型與原模型幾何相似。2.荷載相似如果模型所有位置上作用的荷載與原型在對應位置上的荷載方向一致，大小成同一比例，成為荷載相似。3.時間相似在動力問題中，如果模型上的速度、加速度與原型的速度和加速度在對應的位置和對應的時刻保持一定的比例，并且運動的方向一致，則稱為速度和加速度相似。所謂時間相似則不一定是指相同的時刻，而是只要對應的時間間隔保持同一比例。二、相似原理對于結構模型試驗，其目的就是研究結構物的應力和變形形態(tài)。為使模型上產生的物理現(xiàn)象與原型相似，模型的幾何形狀、材料特性、邊界條件和外部荷載等就必須遵循一定的規(guī)律，這種規(guī)律就是相似原理。3.3本章小結本章通過介紹模型試驗的相似準則、量綱分析以及模型設計的原則，得出本實驗模型的相似準則：①應變相等,即模型和實橋保持應變相等；②應力相等,即模型和實橋保持應力相等；③應變或應力保持一定的比例關系,即介于應變相等和應力相等之間。根據(jù)這3個條件,可分別導出集中荷載、分布荷載等的相似關系。如果模型和原型所用材料相同,即彈性模量相等,則無論應力相等或應變相等,所導出的荷載、位移等關系都是相同的。第四章鋼—混凝土塔座預應力結合段模型試驗

4.1模型試驗設計房山五渡橋采用高強螺栓連接件、前壓鋼板填充混凝土應用在大角度鋼架塔基結合段上，這種結構在我國尚屬首次?？紤]到房山五渡橋鋼架塔和混凝土塔基結合段設計的實際受力特性，本實驗的目的主要是掌握鋼—混結合段高強螺栓連接件的的力學行為。為了盡量真實反映實橋情況，最終選用了大比例尺模型，并考慮到模型的制作難度、試驗加載條件及試驗結果的準確性等方面的綜合因素，最終確定以1：4的比例進行模型試驗。4.2模型試驗目的1）驗證設計計算結果的可靠性2）驗證設計荷載下鋼架塔基鋼—混結合段的安全性及合理性3）研究鋼—混結合段的應力分布規(guī)律4）高強螺栓連接件的力學性能、應力分布及破壞形式4.3模型設計及制作在模型試驗中，模型設計的原則是：對模型局部進行簡化處理應忽略一些次要因素，且能夠反映實際結構的主要力學特征,。根據(jù)試驗場地范圍，實驗室設備狀況，以及實體結構的大小來確定試件的尺寸。試驗模型與實際結構存在著比例大小的不同，所以其內力分布與實際結構相比就存在一定的差異，但其應力應該與實際結構的應力應基本一致。4.3.1模型比例綜合考慮到實體結構的大小、場地范圍和現(xiàn)存設備狀況，本實驗模型擬采用1:4的幾何比例進行設計，并有公式推導出模型試件結構的剪力、軸力、彎矩等的比例系數(shù)如表所示。項目幾何模量慣性矩面積力彎矩應力應變相似常數(shù)λλEλIλAλFλMλσλε相似比4144424243114.3.2模型尺寸結合段試驗中取用的試件取實際結構發(fā)揮作用的主要部分，試件由混凝土基座、高強螺栓連接件、前壓鋼板混凝土、鋼板四部分構成。模型材料采用與實際結構相同的材料，具體構造示意圖如圖4.1所示。4.3.3測點選取及布置本模型試驗研究的主要內容為高強螺栓的力學性能及鋼—混結合段各種材料的應力分布規(guī)律和傳力途徑。因此在模型具有代表性的高強螺栓、塔座混凝土表面及鋼箱表面等部位總共布置82個應變測點，并在鋼架塔與拱座接合面的兩層鋼板間布設1個位移測點。其中混凝土澆注之前在高強螺栓上布置36個測點，預埋應變片；混凝土澆筑后在混凝土塔基表面布置14個測點；鋼箱表面布設32個測點，均為應變片。用于測試各種加載工況下模型各構件承擔的荷載及其應力的分布情況。具體布置形式如圖所示。4.3.4模型施加荷載設計1）試驗等效荷載分析根據(jù)模型實驗原理，本實驗采用實驗模型與實體結構應力等效的原則計算試驗加載荷載值。軸力通過試驗構件上方的液壓千斤頂施加，側向力通過試驗構件側面的機械千斤頂施加。在實際結構承載能力極限狀態(tài)作用組合中的基本組合下，選取最大彎矩效應組合（考慮自重、預應力、橋面鋪裝和整體降溫），最大軸力效應組合（考慮自重、預應力、橋面鋪裝、車道偏載和整體降溫）兩種荷載組合計算試驗荷載如表所示。對象最大彎矩組合最大軸力組合彎矩(KN·M)軸力（KN）彎矩(KN·M)軸力（KN）實際結構12489.348532.5511710.829076.06模型195.15533.28182.98567.25由上表確定兩種試驗加載工況分別為：最大彎矩荷載組合：軸向力N1=533.28KN，水平力Q1=229.59KN；最大軸力荷載組合：軸向力N2=567.25KN，水平力Q2=215.27KN；由此確定試驗加載的最大值為：軸向力Nmax=567.25KN，水平力Qmax=229.59KN而考慮模型鋼-—混結合面以上結構自重作用，最終試驗加載工況為：最大彎矩荷載組合：軸向力N1=516.4KN，水平力Q1=229.59KN；最大軸力荷載組合：軸向力N2=550.4KN，水平力Q2=215.27KN；1.2倍的最大彎矩荷載組合：軸向力1.2N1=619.7KN，水平力1.2Q1=275.51KN；1.2倍的最大軸力荷載組合：軸向力1.2N2=660.5KN，水平力1.2Q2=258.32KN；

2）試驗加載方案最大軸力荷載組合加載最大彎矩荷載組合加載1.2倍最大軸力荷載組合加載1.2倍最大彎矩荷載組合加載破壞加載軸向力水平力軸向力水平力軸向力水平力軸向力水平力軸向力水平力000000000010050100601005010060100602008020090200802009020090300110300120300110300120200120400140400150400140400150200150450170450180450170450180200180500200500210500200500210200210550215516.4229.6550220550230200230600240600250200240660258620275200270200300200330200360試驗過程加載分兩步進行：第一步是從0加載到最大軸力荷載組合中第一級加載工況大小，然后再卸載到0，循環(huán)三次進行，目的是考察試件在重復使用荷載作用下的變形行為，包括高強螺栓、鋼板、混凝土的協(xié)調變形性能以及試件的彈性恢復性能，以消除非線性的影響，并檢查各儀器工作是否正常。第二步是按照試驗分級加載噸位表（如表3.4-6）進行分級加載，每級荷載穩(wěn)壓15分鐘以便讀數(shù)，用肉眼在塔座混凝土表面尋找和觀察裂縫，若出現(xiàn)裂縫則使用讀數(shù)顯微鏡測度裂縫寬度，并記錄裂縫出現(xiàn)和發(fā)展情況。觀測完畢后，讀數(shù)測試三次，查看測試數(shù)據(jù)無明顯變化后再進行下一加載工況。4.3.5加載實施方案1）試驗加載裝置模型試驗在長安大學橋梁結構工程實驗室完成。水平加載設備和豎向加載設備采用50t機械千斤頂和100t液壓千斤頂，試驗前通過加載標定千斤頂加載大小以保證其加載精度。

2）加載及實驗圖示4.3.6模型細部要求1）鋼混結合面兩層鋼板經過噴砂處理。2）澆注拱座混凝土時，應注意預埋螺栓及定位承壓鋼筋網，螺栓應嚴格定位。3）所有頂?shù)赘拱彘g焊縫為單面坡口焊縫，雙面成型，并應進行打磨。4.4模型試驗結果分析模型試驗的所測得的應變數(shù)據(jù)全部由數(shù)據(jù)采集儀直接讀取，并且我們對模型試件不同位置應變片的局部坐標作出以下規(guī)定，以方便繪圖。1．對于混凝土塔座處應變片，取塔座混凝土頂端為1點，垂直下方為依次個測點；2．對于鋼箱上應變片，取鋼箱頂端為1點，垂直下方為依次個測點；3．對于高強螺栓處應變片，取鋼混結合面處為X坐標原點，向兩端為正方向；4.4.1最大軸力荷載組合作用結果本階段試驗共進行了最大軸力荷載組合和1.2倍最大軸力荷載組合兩種荷載組合的加載過程。實驗過程中，鋼-混凝土結合段模型試件在各級荷載的作用下表現(xiàn)平穩(wěn)，無任何異?，F(xiàn)象產生。通過對試驗所測得的數(shù)據(jù)比較分析，模型試件的高強螺栓、鋼箱、混凝土等材料的應變值都隨著荷載等級的增加大致呈線性增加，變化協(xié)調平穩(wěn)。通過肉眼觀察，試件各種材料的無裂縫產生，并且在卸載后基本不存在殘余應變。實驗結果表明：鋼-混凝土結合段模型試件始終處于彈性工作階段，儲備安全，工作性能良好。①鋼—混凝土結合段混凝土結構應變分析下圖為最大軸力荷載組合下鋼-混凝土結合段模型試件混凝土應變變化趨勢圖。其中點號為混凝土上不同的測點，測點的具體位置參照前面的設計圖示；分級數(shù)參照前面的加載噸位表。從圖中可以看出，混凝土各測點基本上都處于受壓的狀態(tài)，應變值都隨著加載等級的增加而增加，并大致呈線性變化。在各級荷載的作用下，混凝土最大壓應變?yōu)?5×10-6左右，其值遠小于混凝土的極限抗壓應變值，說明模型試件混凝土塔座工作狀態(tài)始終處于彈性階段。②鋼—混凝土結合段鋼結構應變分析下兩圖分別為最大軸力荷載組合下鋼-混凝土結合段模型試件鋼箱應變變化趨勢圖。其中點號為鋼箱上不同的測點，測點的具體位置參照前面的設計圖示；分級數(shù)參照前面的加載噸位表。從圖中可以看出，鋼箱上各測點基本上都處于受壓的狀態(tài)，應變值都隨著加載等級的增加而增加，并大致呈線性變化，在距結合面100mm和600mm段的鋼箱表面測點6的變化趨勢最明顯，應視為鋼箱受力的最不利位置。在各級荷載的作用下，混凝土最大壓應變?yōu)?63×10-6左右，其值遠小于鋼箱的極限抗壓應變值，說明模型試件鋼箱工作狀態(tài)始終處于彈性階段，儲備安全。②鋼—混凝土結合段高強螺栓應變分析下圖分別為最大軸力荷載組合下鋼-混凝土結合段模型試件高強螺栓應變變化趨勢圖。其中測點的具體位置參照前面的坐標設計圖示；分級數(shù)參照前面的加載噸位表。從圖中可以看出，高強螺栓上各測點都處于受拉的狀態(tài)，應變值都隨著加載等級的增加而增加，并大致呈線性變化，螺栓的最大應力位于鋼-混結合面處。由模型試件各種材料試驗結果可知，鋼-混凝土結合段模型試件在最大軸力荷載組合、1.2倍最大軸力荷載組合的各級加載荷載作用下，變化趨勢一致，無裂縫現(xiàn)象產生，結合面處無滑移、開裂及剝落現(xiàn)象產生，結構整體處于彈性工作階段，受力平穩(wěn)，儲備安全，滿足設計要求。4.4.2最大彎矩荷載組合作用結果本階段試驗共進行了最大彎矩荷載組合和1.2倍最大彎矩荷載組合兩種荷載組合的加載過程。實驗過程中，鋼-混凝土結合段模型試件在各級荷載的作用下表現(xiàn)平穩(wěn)，無任何異?，F(xiàn)象產生。通過對試驗所測得的數(shù)據(jù)比較分析，模型試件的高強螺栓、鋼箱、混凝土等材料的應變值都隨著荷載等級的增加大致呈線性增加，變化協(xié)調平穩(wěn)。通過肉眼觀察，試件各種材料的無裂縫產生，并且在卸載后基本不存在殘余應變。實驗結果表明：鋼-混凝土結合段模型試件始終處于彈性工作階段，儲備安全，工作性能良好。①鋼—混凝土結合段混凝土結構應變分析下圖為最大彎矩荷載組合下鋼-混凝土結合段模型試件混凝土應變變化趨勢圖。其中點號為混凝土上不同的測點，測點的具體位置參照前面的設計圖示；分級數(shù)參照前面的加載噸位表。從圖中可以看出，混凝土各測點除結構上緣外基本上都處于受壓的狀態(tài)，應變值都隨著加載等級的增加而增加，并大致呈線性變化。在各級荷載的作用下，混凝土下緣最大壓應變?yōu)?2×10-6左右，上緣最大拉應變?yōu)?0×10-6左右，，其值遠小于混凝土的極限應變值，說明模型試件混凝土塔座工作狀態(tài)始終處于彈性階段。②鋼—混凝土結合段鋼結構應變分析下圖分別為最大彎矩荷載組合下鋼-混凝土結合段模型試件鋼箱應變變化趨勢圖。其中點號為鋼箱上不同的測點，測點的具體位置參照前面的設計圖示；分級數(shù)參照前面的加載噸位表。從圖中可以看出，鋼箱上各測點基本上都處于受壓的狀態(tài)，應變值都隨著加載等級的增加而增加，并大致呈線性變化，在距結合面100mm和600mm段的鋼箱表面測點6的變化趨勢最明顯，應視為鋼箱受力的最不利位置。在各級荷載的作用下，混凝土最大壓應變?yōu)?59×10-6左右，其值遠小于鋼箱的極限抗壓應變值，說明模型試件鋼箱工作狀態(tài)始終處于彈性階段，儲備安全。③鋼—混凝土結合段高強螺栓應變分析下圖分別為最大彎矩荷載組合下鋼-混凝土結合段模型試件高強螺栓應變變化趨勢圖。其中測點的具體位置參照前面的坐標設計圖示；分級數(shù)參照前面的加載噸位表。從圖中可以看出，高強螺栓上各測點都處于受拉的狀態(tài)，應變值都隨著加載等級的增加而增加，并大致呈線性變化，螺栓的最大應力位于鋼-混結合面處。由模型試件各種材料試驗結果可知，鋼-混凝土結合段模型試件在最大彎矩荷載組合、1.2倍最大彎矩荷載組合的各級加載荷載作用下，變化趨勢一致，無裂縫現(xiàn)象產生，結合面處無滑移、開裂及剝落現(xiàn)象產生，結構整體處于彈性工作階段，受力平穩(wěn)，儲備安全，滿足設計要求。4.5試驗結果與有限元計算結果比較分析4.5.1最大軸力荷載組合作用下表分別為模型試件的混凝土、鋼箱、高強螺栓等材料的測點計算值與試驗值比對值分析。其中加載工況選擇的是最大軸力組合下的最高一級荷載值，對于已損壞的應變片我們用空格代替，我們規(guī)定拉應力為正值，壓應力為負值。①混凝土塔座表面應力測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0175325475625775950計算值（MPa）1.350.400.21-0.49-0.84-1.10-3.02試驗值（MPa）0.280.20-0.13-0.93-1.11-1.56-2.44①鋼箱表面應力測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）063275425575787850計算值（MPa）6.766.32-7.03-12.77-18.73-26.60-25.11試驗值（MPa）1.03-3.81-10.82-23.18-10.20-74.68-7.62測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）063275425575787850計算值（MPa）-0.41-4.17-7.90-11.19-12.55-13.28-12.98試驗值（MPa）-1.75-4.33-11.85-13.39-10.82-23.56-4.12①高強螺栓表面應力X=處測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0100200300400計算值（MPa）267.91266,24261.88249.99215.70試驗值（MPa）/334.30319.08304.26298.28X=處測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0100200300400計算值（MPa）263.44261.54257245.13211.40試驗值（MPa）331.66/331.66310.38284.88X=處測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0100200300400計算值（MPa）255.2252.80247.77235.77203.01試驗值（MPa）/327.75/308.18277.98X=處測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0100200300400計算值（MPa）251.30248.45243230.85198.55試驗值（MPa）310.28297.38273.18307.15278.78由上面各表所列各測點應力數(shù)據(jù)可見：A.從表可以看出，在最大軸力荷載組合的最大一級荷載工況作用下，混凝土結構、鋼箱以及螺栓各測點的試驗值與有限元計算值變化規(guī)律一致，其數(shù)值也比較相近。B.在距結合面100mm和600mm段的鋼箱表面測點6的變化趨勢最明顯，應視為鋼箱受力的最不利位置。C.通過比較混凝土與鋼箱的應變值說明，鋼-混結合段模型試件應力在由鋼箱高應變值向混凝土塔座的低應變值傳遞過程中變化平穩(wěn)，這與結構承壓板的應力擴散作用是分不開的。。4.5.2最大彎矩荷載組合作用下表分別為模型試件的混凝土、鋼箱、高強螺栓等材料的測點計算值與試驗值比對值分析。其中加載工況選擇的是最大彎矩荷載組合下的最高一級荷載值，對于已損壞的應變片我們用空格代替，我們規(guī)定拉應力為正值，壓應力為負值。①混凝土塔座表面應力測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0175325475625775950計算值（MPa）1.530.470.24-0.48-0.84-1.12-3.11試驗值（MPa）0.65-0.190.08-0.72-1.3-1.15-2.02①鋼箱表面應力測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）063275425575787850計算值（MPa）8.317.85-6.73-12.66-18.86-27.10-25.66試驗值（MPa）1.541.85-7.11-20.19-14.63-73.85-4.64測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）063275425575787850計算值（MPa）0.95-3.73-7.62-11.07-12.44-13.17-12.83試驗值（MPa）3.71-0.52-5.97-7.73-6.59-18.54-0.62①高強螺栓表面應力X=處測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0100200300400計算值（MPa）268.98267.34263.03251.15216.73試驗值（MPa）/341.55325.27305.29302.61X=處測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0100200300400計算值（MPa）264.22262.35257.83245.96212.13試驗值（MPa）338.05/319.3318.68290.66X=處測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0100200300400計算值（MPa）255.45253.03247.99235.98203.19試驗值（MPa）/319.92/295.20288.61X=處測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0100200300400計算值（MPa）251.26248.39242.91230.74198.44試驗值（MPa）322.39306.73279.34269.24288.19由上面各表所列各測點應力數(shù)據(jù)可見：1、從表可以看出，在最大彎矩荷載組合的最大一級荷載工況作用下，混凝土結構、鋼箱以各個測點的試驗值與有限元計算值大小相比規(guī)律比較接近。2、在距結合面100mm和600mm段的鋼箱表面測點6的變化趨勢最明顯，應視為鋼箱受力的最不利位置。3、通過比較混凝土與鋼箱的應變值說明，鋼-混結合段模型試件應力在由鋼箱高應變值向混凝土塔座的低應變值傳遞過程中變化平穩(wěn)，這與結構承壓板的應力擴散作用是分不開的。4.6破壞加載研究本加載過程是按破壞加載工況分級加載。當加載進行到（200,330）級后一級段時，聽到響聲，靠近加載面一側高強螺栓失效，鋼箱傾斜，千斤頂傳感器滑出，兩層鋼板間產生大約10mm的裂縫如圖：4.6.1高強螺栓握裹力估算

混凝土與鋼筋之間的握裹力跟混凝土強度等級、鋼筋表面形狀、錨固長度及鋼筋直徑有關：N≥πdlττ=ft/4al=鋼筋錨固長度；d=鋼筋直徑；ft=混凝土抗拉長度；a=鋼筋外形系數(shù)；光面鋼筋a=0.16；計算得：N≥33.6KN通過（200,330）級加載螺栓受力測定得，螺栓所受拉力大約為68.4KN,而此時應變遠小于高強螺栓的屈服應變，因此我們斷定高強螺栓是從混凝土塔座中“拔出”破壞。4.6.2破壞階段受力分析本階段試驗進行了破壞荷載組合的加載過程。實驗過程中，在螺栓脫落之前鋼-混凝土結合段模型試件在各級荷載的作用下表現(xiàn)平穩(wěn)，無任何異常現(xiàn)象產生。通過對試驗所測得的數(shù)據(jù)比較分析，模型試件的高強螺栓、鋼箱、混凝土等材料的應變值都隨著荷載等級的增加大致呈線性增加，變化協(xié)調平穩(wěn)。通過肉眼觀察，試件各種材料的無裂縫產生。實驗結果表明：鋼-混凝土結合段模型試件始終處于彈性工作階段，儲備安全，工作性能良好。①鋼—混凝土結合段混凝土結構應變分析下圖為破壞組合下鋼-混凝土結合段模型試件混凝土應變變化趨勢圖。其中點號為混凝土上不同的測點，測點的具體位置參照前面的設計圖示；分級數(shù)參照前面的加載噸位表。從圖中可以看出，混凝土各測點除結構上緣明顯處于受拉狀態(tài)，其他部位都處于受壓的狀態(tài)，應變值都隨著加載等級的增加而增加，并大致呈線性變化。在各級荷載的作用下，混凝土下緣最大壓應變?yōu)?5×10-6左右，上緣最大拉應變?yōu)?0×10-6左右，，其值遠小于混凝土的極限應變值，說明模型試件混凝土塔座工作狀態(tài)始終處于彈性階段。②鋼—混凝土結合段鋼結構應變分析下圖分別為破壞荷載組合下鋼-混凝土結合段模型試件鋼箱應變變化趨勢圖。其中點號為鋼箱上不同的測點，測點的具體位置參照前面的設計圖示；分級數(shù)參照前面的加載噸位表。從圖中可以看出，鋼箱上各測點基本上都處于受壓的狀態(tài)，應變值都隨著加載等級的增加而增加，并大致呈線性變化，在距結合面100mm和600mm段的鋼箱表面測點6的變化趨勢最明顯，應視為鋼箱受力的最不利位置。在各級荷載的作用下，混凝土最大壓應變?yōu)?63×10-6左右，其值遠小于鋼箱的極限抗壓應變值，說明模型試件鋼箱工作狀態(tài)始終處于彈性階段，儲備安全。③鋼—混凝土結合段高強螺栓應變分析下圖分別為破壞荷載組合下鋼-混凝土結合段模型試件高強螺栓應變變化趨勢圖。其中測點的具體位置參照前面的坐標設計圖示；分級數(shù)參照前面的加載噸位表。從圖中可以看出，高強螺栓上各測點都處于受拉的狀態(tài)，應變值都隨著加載等級的增加而增加，并大致呈線性變化，螺栓的最大應力位于鋼-混結合面處。由模型試件各種材料試驗結果可知，在高強螺栓脫落之前，鋼-混凝土結合段模型試件在破壞荷載組合的各級加載荷載作用下，變化趨勢一致，無裂縫現(xiàn)象產生，結合面處無滑移、開裂及剝落現(xiàn)象產生，結構整體處于彈性工作階段，受力平穩(wěn)，儲備安全，滿足設計要求。下表分別為模型試件的混凝土、鋼箱、高強螺栓等材料的測點計算值與試驗值比對值分析。其中加載工況選擇的是破壞荷載組合下螺栓脫落前一級荷載值，對于已損壞的應變片我們用空格代替，我們規(guī)定拉應力為正值，壓應力為負值。①混凝土塔座表面應力測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0175325475625775950計算值（MPa）2.470.830.52-0.34-0.70-1.05-3.11試驗值（MPa）1.330.36-0.29-1.66-2.05-2.41-2.99①鋼箱表面應力測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）063275425575787850計算值（MPa）16．8516.798.66-9.82-15.94-24.78-23.91試驗值（MPa）7.628.65-1.03-10.92-11.74-84.67-15.66測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）063275425575787850計算值（MPa）7.915.48-5-8.39-9.34-9.56-8.89試驗值（MPa）6.183.09-6.18-8.03-7.62-21.01-9.27①高強螺栓表面應力X=處測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0100200300400計算值（MPa）276.19274.77270.65258.68223.35試驗值（MPa）/342.37331.87309.82304.67X=處測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0100200300400計算值（MPa）270.53268.79264.38252.39217.76試驗值（MPa）343.61/329.81320.95296.43X=處測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0100200300400計算值（MPa）260257.60252.57240.42207.05試驗值（MPa）/321.57/296.85292.31X=處測點位置（沿Y方向離頂板的距離mm）0100200300400計算值（MPa）254.94252.02246.5234.18201.41試驗值（MPa）325.27311.68283.46272.13292.11由上面各表所列各測點應力數(shù)據(jù)可見：1、從表可以看出，在最大彎矩荷載組合的最大一級荷載工況作用下，混凝土結構、鋼箱以及高強螺栓各個測點的試驗值與有限元計算值大小相比規(guī)律比較相近。2、在距結合面100mm和600mm段的鋼箱表面測點6的變化趨勢最明顯，應視為鋼箱受力的最不利位置。3、試件因螺栓從混凝中脫落而破壞，而非材料屈服而破壞。4、通過比較混凝土與鋼箱的應變值說明，鋼-混結合段模型試件應力在由鋼箱高應變值向混凝土塔座的低應變值傳遞過程中變化平穩(wěn)，這與結構承壓板的應力擴散作用是分不開的。4.7本章小結本章以房山五渡橋為工程背景，通過模型試驗測得實驗數(shù)據(jù)，并與理論數(shù)值相比較，分析了鋼-混凝土結合段模型在最大軸力荷載組合、最大彎矩荷載組合、1.2倍最大軸力荷載組合、1.2倍最大彎矩荷載組合以及破壞組合作用下各種材料的受力變化趨勢以及傳導機理，得出結論如下：1、在彈性工作階段，鋼-混凝土結合段模型試件在各級荷載作用下的受力性能接近于普通鋼筋混凝土模型試件受力性能。2、實驗過程中（螺栓脫落之前），鋼-混凝土結合段模型試件在各級荷載的作用下表現(xiàn)平穩(wěn)，無任何異?，F(xiàn)象產生。通過對試驗所測得的數(shù)據(jù)比較分析，模型試件的高強螺栓、鋼箱、混凝土等材料的應變值都隨著荷載等級的增加大致呈線性增加，變化協(xié)調平穩(wěn)。通過肉眼觀察，試件各種材料的無裂縫產生，并且在卸載后基本不存在殘余應變。實驗結果表明：鋼-混凝土結合段模型試件始終處于彈性工作階段，儲備安全，工作性能良好。3、結構在破壞組合力各級加載的作用下因材料屈服破壞的幾率不大，很可能是因高強螺栓從混凝土中脫落而破壞。

4、結構在各級荷載作用下，距結合面100mm和600mm段的鋼箱表面測點6的變化趨勢最明顯，應視為鋼箱受力的最不利位置，但其應變數(shù)值遠小于鋼材的極限應變，鋼結構處于彈性工作狀態(tài)。5、模型試件在加載過程中受力平穩(wěn)，鋼箱高應力狀態(tài)向混凝土低應力狀態(tài)傳遞順暢，這與結合面處承壓板的作用密切內相關。6、混凝土結構、鋼箱以及高強螺栓各個測點的試驗值與有限元計算值大小相比規(guī)律比較相近。證明模型建立合理，實驗數(shù)據(jù)可靠。第五章結論與展望5.1結論

本文通過理論分析結合試驗研究的方法對五渡橋傾斜型預壓式鋼-混結合段展開研究。首先，通過連接方案比選確定了五渡橋最終采用“內法蘭預壓式鋼-混結合段”構造方式的合理性；其次，通過建立全橋模型和鋼－混結合段的局部分析模型結合的方法，對鋼－混結合段的力學性能進行了理論研究；最后，進行了鋼－混結合段縮尺比例模型實驗，模型試驗結果與理論分析結果相比較，得出結論如下：1、在彈性工作階段，鋼-混凝土結合段模型試件在各級荷載作用下的受力性能接近于普通鋼筋混凝土模型試件受力性能。2、實驗過程中（螺栓脫落之前），鋼-混凝土結合段模型試件在各級荷載的作用下表現(xiàn)平穩(wěn)，無任何異?，F(xiàn)象產生。通過對試驗所測得的數(shù)據(jù)比較分析，模型試件的高強螺栓、鋼箱、混凝土等材料的應變值都隨著荷載等級的增加大致呈線性增加，變化協(xié)調平穩(wěn)。通過肉眼觀察，試件各種材料的無裂縫產生，并且在卸載后基本不存在殘余應變。實驗結果表明：鋼-混凝土結合段模型試件始終處于彈性工作階段，儲備安全，工作性能良好。3、混凝土結構、鋼箱以及高強螺栓各個測點的試驗值與有限元計算值大小相比規(guī)律比較相近。證明模型建立合理，實驗數(shù)據(jù)可靠。4、結構在各級荷載作用下，鋼箱表面轉折部位應力的變化趨勢非常明顯，應視為鋼箱受力的最不利位置，但其應變數(shù)值遠小于鋼材的極限應變，鋼結構處于彈性工作階段。5、結構在破壞組合力各級加載的作用下因材料屈服破壞的幾率不大，很可能是因高強螺栓從混凝土中脫落而破壞。6、模型試件在加載過程中受力平穩(wěn)，鋼箱高應力狀態(tài)向混凝土低應力狀態(tài)傳遞順暢，這與結合面處承壓板的作用密切內相關。5.2展望由于本試驗構件數(shù)目太少，所以無法從多方面分析影響鋼-混凝土結合段的參數(shù)，加之結合段受力情況復雜，材料種類繁多，不少問題尚待進一步深入研究。因此，對鋼-混凝土結合段的實驗研究還需要進一步從以下幾方面進行：1、進一步進行試驗，增加高強螺栓的埋置長度，深入探討混凝土塔座及鋼箱在破壞荷載狀態(tài)下的工作機理及破壞形態(tài)；2、鋼-混凝土結合段的長度、混凝土的填充量、是否使用預應力、加勁肋的寬度、承壓板的厚度等眾多參數(shù)都會對結合段的剛度產生影響，從而影響鋼-混凝土受力性能，需進行大量對比試驗進一步的研究；鋼混結合梁混凝土澆筑鋼混結合梁施工工藝流程圖工藝原理

鋼混結合梁鋼箱梁部分采用工廠化制作,運至工地現(xiàn)場后在橋位下加工拼裝,采用吊車整孔吊裝架設,吊車采用2臺200t吊車；橋面翼緣板采用懸挑托架法施工，橋面板混凝土一次現(xiàn)澆成型?；炷翝仓?/p>

頂板采用C50無收縮混凝土，底板混凝土采用C30纖維混凝土，混凝土的拌制必須按照配合比施工，控制好骨料的含水量、控制好原材料的稱量偏差、控制好外加劑的摻量。混凝土攪拌時間最短不得小于2分鐘，坍落度控制在規(guī)范允許范圍內。混凝土在攪拌站拌合，罐車運輸，泵車泵送入模，采用插入式振動棒振搗，由梁兩端向中間一次澆筑完成。在底板C30纖維混凝土強度達到100%后才能施工橋面混凝土，混凝土與腹板、加勁肋相交處，就在橋面混凝土澆筑前嚴格按設計要求做好防水處理。

拆模時混凝土表面溫度與環(huán)境溫度之差不得大于15℃?；炷琉B(yǎng)護期間，混凝土內部最高溫度不宜超過65℃；梁體混凝土內部溫度與表面溫度之差、表面溫度與環(huán)境溫度之差不宜超過15℃；當環(huán)境溫度低于5℃時禁止灑水；在任意養(yǎng)護時間，若淋注于混凝土表面的養(yǎng)護水溫度低于混凝土表面溫度，二者間溫度不得大于15℃。梁體混凝土采用土工布覆蓋并灑水養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護期間，應重點加強混凝土的濕度和溫度控制，盡量減少表面混凝土的暴露時間，及時對混凝土暴露面進行緊密覆蓋。

在橋面混凝土的強度全部達到100%才能通過運架設備，并在施工結束后清除鋼箱的施工附屬物、雜物，并使底板混凝土表面潔凈、干燥。概述1、按施工方法分（1）就地澆筑式梁橋就地澆筑施工是一種古老的施工方法，它是在橋孔位置搭設支架，并在支架上安裝模板，綁扎及安裝鋼筋骨架，預留孔道，并在現(xiàn)場澆筑混凝土與施加預應力的施工方法。就地澆筑施工方法的特點：1）橋梁整體性好，施工平穩(wěn)，可靠，不需大型起重設備2）施工中無體系轉換；3）預應力混凝土梁橋結構簡化，施工方便4）需要大量支架5）施工工期長，費用高，需要較大的施工場地，施工管理復雜。下一頁

就地澆筑鋼筋混凝土簡支梁橋的施工工序（圖6-1）（2）裝配式梁橋

上部結構在預制工廠，在運到現(xiàn)場吊裝就位，然后在接頭處把構建連接成整體。裝配式與就地澆筑式相比具有的特點：

1）縮短施工工期

2）節(jié)約支架、模板

3）提高工程質量

4）需要吊裝設備

5）用鋼量略為增大根據(jù)具體情況來具體分析采用哪種施工方法。2、按承重結構的靜力體系分１）簡支橋２）連續(xù)梁３）懸臂梁3、按是否施加預應力劃分：１）鋼筋混凝土梁橋一般特點能就地取材、工業(yè)化施工、適應性強、整體性好、以及美觀等優(yōu)點。結構自身自重大，占全部作用設計值的３０～６０％跨度越大自重所占的比值就顯著。正常使用狀態(tài)是帶裂縫的，因此工作性能、耐久性能受到影響大大限制了鋼筋混凝土梁式橋的跨越能力。技術經濟上合理最大跨徑為２０米。懸臂梁橋和連續(xù)梁橋適宜最大跨徑６０～７０米。２）預應力混凝土梁橋的一般特點

預應力混凝土，一種與現(xiàn)儲存了足夠壓應力的混凝土材料。（混凝土收縮和徐變等作用會導致相當可觀的預應力損失，故應用高強材料才能使預應力混凝土獲得良好效果）特點：就有鋼筋混凝土梁橋的所有優(yōu)點外還有，能最有效的利用高強度材料，減少構建截面，顯著降低資中所占全部作用設計值的比重增大跨越力，擴大混凝土結構適用范圍。與鋼筋混凝土梁橋相比，一般可節(jié)省鋼材30~40%跨徑越大節(jié)省越多。下一頁施工支架與模板支架類型及構造二、施工支架與模板

就地澆筑混凝土梁橋的上部結構，首先應在橋孔位置搭設支架，以支承模板、澆筑的鋼筋混凝土，以及其他施工荷載的重力。1、支架類型及構造

支架按其構造分立柱式梁式梁式－立柱式按其材料分木支架鋼支架鋼木支架萬能桿件組拼支架

（備注：還應進行強度和穩(wěn)定性驗算）施工支架與模板支架類型及構造施工支架與模板1支架類型及構造滿堂支架施工支架與模板1模板構造2、模板構造對模板的基本要求：1、具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。能安全可靠地承擔施工中可能出現(xiàn)的各種荷載；2、保證結構的設計形狀、尺寸及各部分相互之間位置的準確性；3、模板的接縫必須密合，確?；炷翝沧⑦^程中不漏漿；4、構造簡單，拆裝方便，便于周轉使用，應盡量做成裝配式組件或塊件。模板的分類與構造按模板的梁體成型時的作用：

內模、外模、側模、端模、底模等。按模板所用的材料不同：

木模板、鋼模板、鋼木模板、膠合板模板、鋼竹模板、塑料模板、玻璃鋼模板、鋁合金模板等。

施工支架與模板模板構造木模板基本構造⑴木模施工支架與模板模板構造T形梁木模構造空心板梁木制芯模構造施工支架與模板模板構造施工支架與模板模板構造⑵

鋼模

T梁鋼模板1-上鉸，2-下鉸，3-軌道，4-伸縮桿5-接縫箱梁鋼模板

施工支架與模板模板構造施工支架與模板模板構造施工支架與模板模板構造施工支架與模板模板構造施工支架與模板模板構造模板與支撐工程

對現(xiàn)場澆筑梁，支架應滿足有足夠的強度和剛度接頭位置應準確、可靠卸落設備要符合要求模板體系要求涂抹脫模劑制作密貼螺栓、拉桿、撐木牢固尺寸準確施工支架與模板模板構造施工支架與模板模板構造T梁的木模施工支架與模板模板構造模板的加固施工支架與模板模板構造施工支架與模板模板構造澆筑好的T梁支架3、模板和支架的制作與安裝1）模板和支架在制作與安裝時的注意事項2）制作及安裝質量要求3）支架和模板的安裝4、施工預拱度在支架上澆筑梁式上部構造時，在施工時和卸架后，上部構造要發(fā)生一定的下沉和產生一定的撓度。因此，為使上部構造在卸架后能滿意的獲得設計規(guī)定的外形，須在施工時設置一定數(shù)值的預拱度。施工支架與模板施工預拱度卸架后上部構造本身及活載一半所產生的豎向撓度δ1支架基底在荷載作用下的非彈性壓縮δ4支架載荷載作用下的非彈性壓縮δ3支架載荷載作用下的彈性壓縮δ2由混凝土收縮及溫度變化而引起的撓度δ5在確定預拱度時，所要考慮的因素：備注：當橫載和靜載產生的撓度不超過跨徑的1/1600時，可不設預拱度鋼筋骨架的安裝鋼筋加工三、鋼筋工程

鋼筋的加工過程有調直、除銹、冷拉、時效、下料、彎鉤、焊接、綁扎等工序。⑴

鋼筋的冷拉及時效強化

將鋼材于常溫下進行冷拉使產生塑性變形，從而提高屈服強度，稱為冷拉強化。將經過冷拉的鋼筋于常溫下存放15～20d或加熱到100～200℃并保持一定時間，稱為時效處理。冷拉時鋼筋被拉直，表面銹渣剝落，因此冷拉還可同時完成調直、除銹工作。在冷拉時最好采用同時控制鋼筋應力和延伸率的方法，即“雙控”，以應力控制為主，延伸率控制為輔。

鋼筋骨架的安裝鋼筋加工⑵鋼筋焊接連接

應盡量采用焊接連接，以保證質量、提高效率和節(jié)約鋼材

閃光對焊優(yōu)點生產效率高、操作方便、節(jié)約鋼材、焊接質量高、接頭受力性能好等閃光—預熱閃光焊預熱閃光焊連續(xù)閃光焊閃光對焊分類鋼筋骨架的安裝鋼筋加工閃光對焊鋼筋骨架的安裝鋼筋加工鋼筋骨架的安裝鋼筋加工搭疊式焊接鋼筋端部應預先折向一側，使兩接合鋼筋在搭接范圍內軸線一致，以減少偏心。搭疊式焊接分類單面焊雙面焊長度不小于10d長度不小于5d備注：夾焊的焊接長度和搭疊焊一樣鋼筋骨架的安裝鋼筋加工⑵鋼筋綁扎連接

直徑不大于28㎜的螺紋鋼筋或光圓鋼筋均可采用綁扎搭接，受拉鋼筋搭接長度見下表，受壓鋼筋搭接長度，應取受拉鋼筋搭接長度的0.7倍。鋼筋接頭應設置在內力較小處，并錯開布置。綁扎搭接的接頭數(shù)量，在同一截面內，對受拉鋼筋不宜超過受力鋼筋的1/4，對受壓鋼筋不宜超過受力鋼筋的1/2。接頭相互間的距離如不超過鋼筋直徑的30倍時，均視為在同一截面。鋼筋骨架的安裝