冷弯钢管混凝土桥墩承载力设计方法研究_罗露露(9)

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

众所周知，桥梁结构在整个交通系统中起着至关重要的连接作用。而桥墩作为桥梁的主要承重结构之一，它一方面要承受上部结构传来的水平荷载和竖向荷载，另一方面还要承受墩身风载。位于江河湖泊的桥墩除了要承受上述荷载外，还要承受流水压力和可能出现的漂浮物、浮冰或是船只等的撞击。因此，桥墩设计及施工的好坏，是整座桥梁结构能否正常使用至关重要的因素。近年来桥梁建设事业飞速发展，桥梁的研究水平也在不断提高，桥梁工程对桥梁材料和桥梁结构的要求随之也越来越高。钢管混凝土作为钢-混凝土组合结构的一种形式，它充分发挥了钢与混凝土两种材料的优良特性，在大跨、高耸、重载结构中表现出了卓越的工作性能，并且可以承受恶劣的施工条件，因此被广泛地应用在工业厂房、高层和超高层建筑、拱桥和地下结构中，并且已取得了良好的经济效益和建筑效果。

冷弯型钢属于经济断面钢材，是一种高效节能的材料。冷弯钢管与拼焊的普通钢管相比，具有焊缝少、焊接质量易保证、节省工期、生产过程产生的残余应力和残余变形较小等优点[1]。冷弯方钢管混凝土组合墩柱具有如下特点：矩形钢管混凝土截面抗弯刚度大、节点容易处理、有较好的延性和耗能能力等。现有的冷弯中厚壁槽钢品种较齐全，形成的矩形截面以弯角过渡，较普通拼焊截面即四块板拼焊的矩形截面美观，焊缝少且加工简单，弯角冷弯效应可有效提高截面承载力[2,3-4]，管内设置纵向和横向加劲肋有望增大组合构件的延性和耗能能力，进而提高组合构件及结构的抗震性能。通过合理设计内部纵向和横向加劲肋数量、刚度等，可提高组合桥墩的承载力和延性，解决混凝土桥墩延性不足、焊接不牢等问题；内填混凝土能有效延迟钢管壁的局部屈曲破坏，冷弯钢管比普通拼焊矩形钢管焊缝数量少，可以避免焊缝处的劈裂破坏。由此可见，内置加劲肋的冷弯中厚壁方钢管混凝土墩柱很适合作为高速公路桥、高架桥、城市立交桥及人行桥等的桥墩结构。

目前，国内对钢管混凝土拱桥的理论和实践研究已经趋于成熟，然而对于钢管混凝土桥墩应用却较少，对于钢管混凝土桥墩的研究也刚刚起步。关于冷弯型钢钢管混凝土的研究多数是围绕冷弯薄壁（钢管壁厚不超过6 mm）钢管混凝土进行，而冷弯中厚壁钢管及其设肋形式的混凝土墩柱的研究基本上还是空白。然