分阶段施工叠合梁斜拉桥结构分析

摘要

本文以洸府河大桥为研究背景,其为叠合梁斜拉桥,是一种很具有特点的桥型,而超宽叠合梁斜拉桥在横向受力上又具有其独特性,本桥的特点是横向桥面比较宽,宽度为40m,两边跨为混凝土结构,中跨为叠合梁结构。考虑在施工中中跨主要为拼装,叠合梁主要有15个钢主梁段,在拼装的过程中,钢横梁的自重比较大,势必使两边的钢边箱梁发生扭转,扭转角度有多大,钢边箱上下缘应力、钢边箱下挠程度是否影响施工中后面钢横梁的拼装。因此以此为重点研究对象,希望能给以后的实际工程有实用价值。现将本文开展的工作简述如下:
　　 1.阐述了有限元理论分析方法中空间杆系单元刚度矩阵、局部坐标系下的梁单元刚度矩阵,承受轴力、剪力和弯矩空间梁单元。
　　 2.对洸府河大桥分阶段施工静力分析,研究在分阶段施工中塔顶位移、塔底应力、塔底弯矩;钢边箱梁上下缘应力、钢边梁扭转角、钢边梁挠度;钢横梁上下缘应力、钢横梁梁端扭转角度、钢横梁挠度;小纵梁上下缘应力;边跨B、1/4B、2/4B、3/4B边梁上下缘应力、横梁上下缘应力、边梁挠度、横梁挠度;以及在成桥后取钢边梁上下缘应力、钢横梁上下缘应力以及挠度;对以上内容画折线图,说明最大值与最小值。分析在施工过程中主要阶段钢边箱梁的扭转角度是否过大,是否影响后期横梁的拼装。
　　 3.分别对叠合梁构件相互作用原理做了简单的叙述、剪力钉静力工作性能、剪力钉抗剪承载力做了阐述。剪力钉的模拟是钢—混凝土叠合梁组合结构分析中的一个难点,实际剪力钉的受力情况相当复杂,而且容易受到其他相关因素干扰,将剪力钉采用实体单元模拟,进行有限元接触分析,能够取得较好的效果。但实际结构中剪力钉数目多,钢与混凝土自身的构造也较复杂,根据实际情况梁单元也可以模拟剪力钉,分别用有限元软件做了12m梁剪力钉间距为100mm、150mm、200mm、250mm的简支叠合梁、有预应力筋简支叠合梁、连续梁叠合梁模型。研究混凝土板、剪力钉、钢箱梁上下缘应力,水平竖直位移做了对比分析,得出了剪力钉应力情况,梁单元模拟叠合梁剪力钉对实际问题是可以呈现的。