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钢-混凝土箱型结合梁斜拉桥设计的开题报告一、选题背景钢-混凝土箱型结合梁斜拉桥是一种结构新颖、造型美观的大跨度桥梁，逐渐成为现代化城市中的一道风景线。
其特点是钢筋混凝土箱形梁与钢梁相连形成桥面，通过斜拉索将桥面与桥墩连接，以达到支撑桥梁荷载的目的。
目前，国内外许多重要桥梁都采用了这种结构，例如中国的杭州湾大桥和长江二桥、美国的金门大桥和跨尼亚加拉河大桥。
本文将对钢-混凝土箱型结合梁斜拉桥的设计进行研究，并针对其结构特点和材料组合等方面进行深入分析，为相关工程的设计与建设提供理论基础和技术支持。
二、研究内容1、钢-混凝土箱型结合梁与传统桥梁的比较分析。
2、钢-混凝土箱型结合梁斜拉桥斜拉系统的设计。
3、箱形梁和钢梁的设计与材料选用。
4、电气控制系统的设计和施工。
三、研究方法1、文献调研：通过查阅相关文献和资料来了解钢-混凝土箱型结合梁斜拉桥的发展及其优缺点。
2、数值分析：利用有限元分析软件对结构的受力及变形特性进行计算，为实验数据提供支持。
3、现场实验：在建设过程中对桥梁结构的性能进行测试，并对实验结果进行深入分析。
四、预期成果本文的研究成果将会:1、深入理解钢-混凝土箱型结合梁斜拉桥的设计原理和结构特点。
2、了解该结构应用到实际工程中的情况，并对其优缺点进行评估。
3、对钢-混凝土箱型结合梁斜拉桥的设计和建设提供技术支持，并为相关工程的建设提供参考。
五、研究实施计划1、第一年：对钢-混凝土箱型结合梁斜拉桥的设计和结构特点进行调研和分析，初步建立有限元分析的计算模型，撰写研究报告。
2、第二年：研究箱形梁和钢梁的设计和材料选用；设计斜拉系统和电气控制系统，并完成施工计划。
3、第三年：完成钢-混凝土箱型结合梁斜拉桥的建设，并进行现场实验测试，优化设计方案。
4、第四年：整理研究成果，撰写毕业论文，完成口头答辩。
六、研究难点1、钢-混凝土箱型结合梁斜拉桥的结构复杂，需要充分理解桥梁受力特点，综合考虑设计方案的合理性。
Engineering Design | 工程设计 |·195·2020年第24期作者简介：潘成赟，男，硕士，工程师，研究方向为桥梁设计。
独弯塔混合梁斜拉桥总体设计潘成赟（华设设计集团股份有限公司，江苏 南京 210014）摘 要：官溪河大桥项目位于南京市高淳区西南部，受芜申航道拓宽升级改造工程影响，现状老桥不能满足Ⅲ级航道通航要求，拟在北岭路西延处新建桥梁跨越官溪河，项目建成后将成为官溪河南岸居民进入高淳中心城区的重要通道。
官溪河大桥主桥采用独弯塔混合梁斜拉桥，跨径布置为（125+34.2+30.8）m，墩塔梁固结体系，主梁采用钢—混凝土混合梁，主塔采用带斜塔柱的H 形弯塔，造型优美。
文章重点介绍了官溪河大桥的结构体系、构造设计及结构计算情况。
关键词：弯塔斜拉桥；混合梁；结构设计中图分类号：U448.27 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2020）24-0195-031 工程概况新建官溪河大桥主桥采用（125+34.2+30.8）m 独弯塔混合梁斜拉桥，桥梁结构新颖、造型恢弘，与周围景观高度融合。
两侧引桥采用标准跨径为35m 的现浇预应力混凝土连续箱梁，桥梁总长995m 。
2 主要技术标准（1）道路等级：城市主干路；（2）设计速度：40km/h ；（3）主桥宽度：2×[3m （人行道）+3.5m （非机动车道）+2.6m （拉索区）+16m （机动车道）÷ 2]=34.2m ；（4）设计荷载：汽车荷载为城-A 级，人群荷载为2.4kN/m 2；（5）通航要求：规划Ⅲ级航道，通航净空满足70m ×7m ，设计最高通航水位11.26m ；（6）设计风速：V 10=27.1m/s ；（7）抗震设防标准：地震动峰值加速度值0.05g （设防烈度7度），主桥按甲类要求抗震设防。
3 主桥结构设计3.1 总体布置主桥采用（125+34.2+30.8）m 独弯塔混合梁斜拉桥，主塔处采用塔梁墩固结体系，其余墩顶设竖向支座。
单索面钢混组合箱梁斜拉桥设计与分析
钢混组合箱梁斜拉桥是适用于单索面斜拉桥的一种新型桥梁结构形式,越来越多地应用于桥梁工程建设。
本文以舟山市富翅门大桥—单索面钢混组合箱梁斜拉桥为工程实例,在对所在地区的地形地貌、工程地质、气候气象、水文条件、地震及通航净空等进行分析的基础上,讨论了富翅门大桥合理桥位的选择和桥型方案的设计构思,并确定主桥跨径以340米较为合适。
在此基础上,选择单索面双塔钢混组合梁斜拉桥方案、单索面双塔混凝土梁斜拉桥方案、双索面独塔钢箱梁斜拉桥方案等三种桥型方案,从通航安全、技术难度、抗风性能、耐久性、景观效果、工程造价等方面进行了技术经济比选。
单索面双塔钢混组合梁斜拉桥具有结构受力性能好、施工风险低、景观效果好、造价适中和结构耐久性好等优点,最终确定单索面双塔钢混组合梁斜拉桥为推荐方案。
根据确定的桥型,对其进行了细部结构设计,包括结构支承体系、主塔及基础型式、斜拉索方案、剪力连接件以及结构耐久性设计。
对主桥进行了结构计算分析,建立斜拉桥的空间有限元模型,主梁、桥塔采用空间梁单元模拟,斜拉索采用空间杆单元模拟,利用有限元程序对主梁、主塔墩的内力、应力、位移、斜拉索索力以及抗震进行进行了计算及分析,并对主桥施工期、运营期结构稳定性及抗风稳定性进行了计算分析。
结果表明:主梁、主塔及斜拉索在施工阶段和运营阶段的内力、应力、位移等静力性能及抗风稳定性均能满足规范要求。
最后对本桥的施工方案进行了简要的介绍,并对施工关键技术进行了论述。
钢混组合梁斜拉桥设计指南引言钢混组合梁斜拉桥凭借其出色的承载能力和高效的施工方法，成为桥梁工程中的常用结构形式。
为了指导该类桥梁的设计，制定了《钢混组合梁斜拉桥设计指南》（以下简称《指南》），旨在规范桥梁设计、施工和质量控制，确保结构的安全性和耐久性。
适用范围《指南》适用于钢混组合梁斜拉桥的设计，包括：桥梁跨度大于50米的单跨或连续钢混组合梁斜拉桥混凝土梁体为预应力或非预应力混凝土斜拉索为平行或扇形布置设计理念《指南》遵循以下设计理念：整体性原则：将桥梁各组成部分视为一个整体，综合考虑其力学性能和相互作用。
可靠性原则：采用符合国家标准的材料和施工工艺，并进行必要的冗余和抗震措施，提高桥梁的安全性。
耐久性原则：采用耐腐蚀材料和防护措施，延长桥梁的使用寿命。
经济性原则：在满足安全和耐久性要求的前提下，优化结构设计，降低工程造价。
设计要求荷载要求《指南》规定了钢混组合梁斜拉桥的荷载要求，包括恒载、活载、环境荷载和特殊荷载。
设计荷载应符合《公路桥梁荷载规范》（GB 50011）的要求。
材料要求《指南》规定了钢混组合梁斜拉桥所用材料的性能要求，包括混凝土、钢材、斜拉索和锚具。
材料性能应符合国家相关标准的要求。
结构设计要求《指南》规定了钢混组合梁斜拉桥的结构设计要求，包括梁体设计、斜拉索设计、连接节点设计、抗震设计和耐久性设计。
结构设计应满足《公路桥梁设计规范》（GB 50016）的要求。
施工要求《指南》规定了钢混组合梁斜拉桥的施工要求，包括施工顺序、材料控制、质量检查和安全措施。
施工应符合《公路桥梁施工技术规范》（GB 50214）和《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205）的要求。
质量控制要求《指南》规定了钢混组合梁斜拉桥的质量控制要求，包括材料试验、施工过程控制、完工验收和定期检测。
质量控制应符合《公路桥梁工程质量检验评定标准》（GB 50140）的要求。
案例分析《指南》中提供了钢混组合梁斜拉桥的案例分析，包括结构设计、施工技术和监测数据。
大跨度混合梁斜拉桥方案设计张俊娟;穆卓辉【摘要】按辅助墩布置、结合部位置及塔高变化进行了4种880 m 跨径混合梁斜拉桥方案的计算，分析了各种因素对880 m 混合梁斜拉桥方案的影响及变化趋势，获取了大跨度混合梁计算方面的重要信息，对大跨度混合梁的工作特性有了初步的了解，为将来的详细计算提供了原始的分析数据。
%According to the auxiliary piers layout,integration position and tower height change made four kinds of 880 m span composite beam ca-ble-stayed bridge scheme calculation,analyzed the influence and change trend of various factors to 880 m composite beam cable-stayed bridge scheme,obtained the important information of long span composite beam calculation,had preliminary understanding to the working characteristics of large span composite beam,provided original analysis data for future detailed calculation.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2015(000)028【总页数】3页(P156-157,158)【关键词】斜拉桥;混合梁;辅助墩;塔高;方案【作者】张俊娟;穆卓辉【作者单位】杨凌职业技术学院，陕西杨凌 712100;内蒙古自治区交通建设工程质量监督局，内蒙古呼和浩特 010010【正文语种】中文【中图分类】U448.27斜拉桥按加劲梁材料不同可分为钢斜拉桥、混凝土斜拉桥和钢—混凝土组合梁斜拉桥，后者又分为结合梁斜拉桥与混合梁斜拉桥[1，2]。
混合梁斜拉桥钢-混结合段局部力学性能分析摘要：为了研究混合梁斜拉桥钢-混结合段的局部力学性能，以纵向曲线形单索面独塔斜拉桥—官溪河大桥为背景，采用通用有限元软件建立斜拉桥主跨钢-混结合段的有限元模型，分析钢-混结合段在预应力荷载与斜拉索索力共同所用下的受力情况。
结果表明：在钢-混结合段中采用剪力钉、预应力筋及PBL剪力键能较好的满足设计要求，使结合段整体处于较为合理的受力状态下，除局部的应力集中外，钢材与混凝土受力均能满足规范限值，钢—混结合段刚度过渡平滑。
关键词：混合梁斜拉桥；钢混结合段；有限元模型；刚度变化作者简介：张龙凡（1990- ），男，工程师，研究方向：桥梁工程。
E-mail:****************一、引言伴随着我国桥梁工程的蓬勃发展，斜拉桥以其优异的力学构型，超强的地形适用性，多样的施工方式选择，成为桥梁建设领域中新设计理念、新技术、新材料、新工艺展示的重点选择对象。
然而，常规的纯钢梁或者混凝土梁都会因其自身的材料特性，很难在斜拉桥的跨径布置、受力性能和经济性的建设需求中获得充分的满足。
相较而言，混合梁斜拉桥兼顾钢箱梁的跨越能力和混凝土的重力锚固能力，充分发挥材料力学性能，降低建桥成本，具有更强的适用优势[1]。
混合梁斜拉桥依靠其强大的生命力，被广泛应用于桥梁建设中，同时，也对钢—混斜拉桥的应用带来一些挑战。
由于材料性能的差异，使得钢箱梁与混凝土梁的结合区域成为结构特性和材料特性的突变点，结构连接和受力较为复杂，钢混结合段成为混合梁斜拉桥的关键结构部位[2]。
钢混结合段的受力特性、传力机理、刚度过渡形式将直接影响到斜拉桥的整体力学性能和使用寿命[3~4]，对其进行研究具有重要的现实意义。
二、工程概况官溪河大桥主桥为独塔双索面钢-混混合梁斜拉桥，跨径布置（125+34.2+30.8）m。
主跨为单箱五室钢箱梁，边跨为全预应力混凝土箱梁，主梁钢梁段与混凝土梁段间设置钢-混凝土结合段，用来协调梁体变形和内力传递，结合段包含钢梁刚度过渡段、钢-混凝土结合部和混凝土梁过渡段，长度分别为3m、2m、2.65m。
混合梁斜拉桥钢混结合段结构性能分析
混合梁斜拉桥钢混结合段结构性能分析
摘要：钢混结合段是混合梁斜拉桥设计的关键，其承担着两侧主梁传递来的巨大轴力，同时还需要
承担弯矩、剪力和扭矩的作用。
在设计中既要通过结合段将两侧主梁的内力进行平顺过渡，又要确保结合
段自身的安全可靠，因此钢混结合段的构造和受力一般都较为复杂，在设计中需要进行反复的计算分析，
确保其安全可靠。
本文以某混合梁斜拉桥的结合段为背景，采用杆系模型与实体有限元相配合的方法对结
合段在可能出现的各种最不利工况下的受力系能进行了详细的分析，并对其构造的合理性和结构的安全性
进行了评价。
可为此类结构的设计与计算分析提供借鉴参考。
关键词：钢混结合段过渡段计算分析有限元模拟
1引言
混合梁是组合结构的一种特殊形式，所谓的组合结构是指至少两种及其以上的建筑材料或结构类型相互接
合在一起，并且形成更加合理的构件或结构体系。
混合梁一般是指主梁沿纵桥向由钢材与混凝土两种不同材料
组成。
这种主梁形式最长应用的桥型是斜拉桥，混合梁斜拉桥的主跨梁体多为钢梁，边跨梁体多为为混凝土梁，
钢混结合段一般设置在主跨侧，也可更具实际情况设置在边跨侧。
混合梁斜拉桥由于其主跨采用钢梁，所以具
有跨越能力大的优点，而边跨采用混凝土梁从而起到了很好的压重作用且兼有可降低建桥成本的特点。
混合梁
斜拉桥的引入使得斜拉桥的跨径布置形式更加灵活，使得边中跨比例的合理范围更加宽广。
钢混结合段是混合梁斜拉桥设计的重点，其的构造一般可以分为钢梁加劲过渡段、钢混结合部和混凝土梁。
混合梁斜拉桥的设计研究
摘要：结合段的设计对于混合梁斜拉桥的性能至关重要。本文简
要的介绍了混合梁斜拉桥的发展，优点，以及结合段位置的确定原
则和结合段的连接方式。
关键词：混合梁 结合段 斜拉桥
1.前言
由于钢与混凝土结合可以提高力学性能和改善经济性，所以最近
几年混合梁斜拉桥的工程实例不断增加，混合梁斜拉桥以其独特的
构造与技术特点显示出其强大的生命力。所谓的混合梁斜拉桥是指
斜拉桥的主梁沿主梁的长度方向由两种不同的材料组成，主跨的梁
体为钢梁，边跨（或伸入主跨一部分）的梁体为混凝土梁。由于混
合梁斜拉桥与混凝土斜拉桥和钢斜拉桥相比较，施工方便且造价
低，所以在20世纪80年代末得到了飞速的发展。1986年加拿大建
成的混合梁斜拉桥——安娜血丝桥，一直保持了7年世界最大跨径
斜拉桥的记录。我国的混合梁斜拉桥虽起步晚，但发展进度很快，
近年来国内设计并建成了许多大跨度混合梁斜拉桥：苏通长江大
桥、湛江海湾大桥、荆岳长江大桥、舟山桃夭门大桥、鄂东长江大
桥等，这使我国在该领域的实践走向了世界的前列。
2.混合梁斜拉桥的优点
在实际应用中，混合梁斜拉桥较单一的钢梁斜拉桥或混凝土梁斜
拉桥有许多的优点，主要体现在：
（1）中跨采用自重较轻的钢梁，边跨采用自重和刚度较大的混
凝土梁，增加了边跨主梁的重量和刚度，又由于混凝土梁具有良好
的锚固和压重作用，从而避免了边跨的桥墩上浮，减小了主跨梁体
的内力和变形，降低甚至消除了边跨端支点的负反力，从而加大了
斜拉桥的跨越能力。
（2）混合梁斜拉桥采用密边跨可大大减小边跨挠曲对中跨的影
响，使结构受力更接近于弹性支撑连续梁。
（3）混合梁斜拉桥边跨与中跨是一种锚固与被锚固的关系，这
种锚固并不像悬索桥那样是集中锚固，而是分散于整个边跨，因此，
既使中跨跨越能力大大提高，又使边跨不必做得非常强大。
（4）密边跨和沉重的混凝土边跨提供的稳固支撑降低了活载引
起的拉索力变化幅度，减小了疲劳影响。
（5）有效地发挥了钢与混凝土材料的特性，节约经费，经济性
好。
3.结合位置的确定
由于预应力混凝土梁与钢梁结合部位两侧采用两种不同的材料，
主梁的刚度和强度在此处产生突变，因为容易产生应力集中。因此
为了确保预应力混凝土梁与钢梁的结合部位连接可靠，设计和施工
时应考虑以下因素：
（1）由于塔柱附近的主梁承受很大的轴力，为避免因连接部位
断面中心突变而引起的附加弯矩，要求设计连接部位的钢梁重心和
混凝土梁重心尽量的吻合，并要求相对应的腹板和翼板的重心也尽
量的重合，以防止钢梁的腹板和翼板产生局部弯曲和失稳的现象。
（2）为保证钢梁和混凝土梁的可靠连接，并有效、平顺地传递
强大的轴力，在与混凝土梁重叠部分的钢梁上应焊上抗剪焊钉或抗
剪器。
（3）由风荷载产生的横向弯矩及活荷载产生的纵向弯矩，会使
连接部位产生相当大的拉应力，而如此大的拉应力又不可能完全由
拉索的水平分力来抵消，因此还必须对连接部分施加一定的纵向预
应力以提供补偿[2]。
4.结点段节点构造形式
混合梁中钢梁与混凝土梁常用连接方式有如下4种：部分连接钢
板承压式，如库尔特-舒马赫桥；填充混凝土前承压板式，如弗来
埃桥；填充混凝土后承压板式，如我国多数斜拉桥；填充混凝土前
后承压板式。
5.混合梁斜拉桥工程实例
工程实例（一）
某桥总长1449m，其中主桥长230m，主桥为a字弓型斜曲塔双索
面混合梁斜拉桥，为改善主塔受力，主梁根据结构需要采钢与混凝
土混合梁形式。
本桥结合段设计最终采用改进型承压板方案，即通过钢梁端部的
超厚承压板将钢梁端部的力传递给混凝土横梁，承压板采用60mm
钢厚板。为保证混凝土梁及钢梁之间的剪力传递以及防止钢板与混
凝土之间的剥离，处在顶底板、承压板上布置圆柱墩头剪力钉外，
还在钢箱梁顶底板上加焊pbl传剪板埋入混凝土内。结合段预应力
设计采用预应力钢绞线与粗钢筋相结合的方法，混凝土梁纵向预应
力通过承压板分配锚固在端承压板或钢箱梁横隔板上，结合段见图
2。
工程实例（二）
世界上第一座混合梁斜拉桥诞生于原西德，即库尔特-舒马赫
（kurt-schumacher）桥，建于1972年，该桥连接曼海姆和路德维
希港，桥梁跨度为（287.04 +146.41）m，系独塔斜拉桥，钢梁与
预应力混凝土箱梁的连接断面设在桥塔处，钢梁与预应力混凝土箱
梁的结合方法为剪力键加预应力粗钢筋。
6.结语
混合梁斜拉桥最大的特点是由两种材料组成的结构共同承受荷
载，并充分发挥各自的材料特性（如混凝土抗压性能好、抗拉强度
低，钢材抗拉、抗压强度均高）。但是钢梁与混凝土梁结合段因其
材料的不同，导致了主梁的刚度和强度在此发生了变化，容易形成
结构的弱点，所以必须设计合理的连接方式来保证结合段的可靠连
接。
结合段位置的选择也非常重要，应从经济方面、施工的难易程度、
受力的合理性等多方面进行考虑分析，最终选择合理的位置，以保
证桥梁的工作性能。
参考文献：
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