某大跨径斜拉桥钢--砼结合段受力性能及设计长度研究

摘要

混合梁斜拉桥是一种新兴的斜拉桥结构类型，其结构性能优越、跨越能力大且外形优美，因此极具有发展前景。主跨钢箱梁与边跨混凝土箱梁之间的钢-砼结合段是混合梁斜拉桥的关键部位，因力流传递过渡问题而可能成为控制部位，需进行深入研究。四川泸州沱江四桥钢-砼结合段在同类型桥型中长度偏短，传力过渡问题更加突出。本文以该桥为工程背景，对钢-砼结合段进行受力性能分析和设计长度研究，更具有工程价值和理论意义。本文主要采用Midas/Civil和Abaqus有限元软件进行仿真分析。主要工作与成果如下: (1)介绍了钢-砼结合段的发展和研究概况;阐述了钢-砼结合段的相关理论;分析了钢-砼结合段的内力传递机理;明确了钢-砼结合段的构造特点。 (2)结合沱四桥实际施工过程，采用Midas建立全桥模型:分析了施工阶段中钢-砼结合段的内力值及其变化趋势;分析了运营阶段中钢-砼结合段在各荷载工况组合下的内力值和应力值，提取了轴力、剪力、弯矩分别达到最大值的不利工况的内力数据。 (3)采用Abaqus有限元软件建立钢-砼结合段局部模型，通过应力对比分析确定最不利工况，并分析最不利工况作用下沱四桥钢-砼结合段的应力分布和传递情况。 (4)通过对比分析钢-砼结合段在轴力、剪力、弯矩单独作用下，相同构造形式不同设计长度的局部模型应力情况，提出有格室后承压板式钢-砼结合段设计长度应选用的合理取值范围。 本文研究成果可为有格室后承压板式钢-砼结合段的合理长度设计提供一定的借鉴参考作用。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．2钢-砼结合段发展概况

1．2．1国外发展状况

1．2．2国内发展状况

1．3钢-砼结合段研究现状与存在的研究方向

1．3．1钢-砼结合段研究现状

1．3．2存在的研究方向

1．4本文选题的意义

1．5本文主要研究内容

第二章工程概况及钢-砼结合相关理论

2．1工程概况

2．1．1主梁工程概况

2．1．2钢-砼结合段工程概况

2．2钢-砼结合段相关理论

2．2．1整体设计思路

2．2．2内力传递机制

2．2．3结构构造特点

2．3钢-砼结合段有限元分析概述

2．3．1力学理论依据

2．3．2有限元建模概述

2．3．3钢-砼结合段建模

第三章考虑成桥过程的桥梁总体受力

3．1设计荷载标准

3．1．1恒载

3．1．2活载

3．2整体杆系模型建立概述

3．2．1材料特性值选取

3．2．2建立全桥杆系模型

3．2．3施加边界条件

3．2．4模型荷载

3．2．5全桥模型

3．2．6定义施工阶段

3．3计算分析思路

3．4施工阶段受力分析

3．4．1控制截面内力

3．4．2计算结果分析

3．5运营阶段受力分析

3．5．1控制截面内力

3．5．2计算结果分析

3．6本章小结

第四章钢-砼结合段局部有限元分析

4．1局部精细模型建立概述

4．1．1材料特性值选取

4．1．2建立局部有限元模型

4．1．3边界条件处理

4．1．4施加荷载工况力值

4．1．5单元网格划分

4．1．6结果提取位置说明

4．2各工况下应力对比分析

4．2．1最大轴力工况

4．2．2最大剪力工况

4．2．3最大负弯矩工况

4．2．4最大正弯矩工况

4．2．5计算结果分析

4．3钢-砼结合段应力分析

4．3．1钢结构部分应力分布分析

4．3．2混凝土部分应力分析

4．4本章小节

第五章钢-砼结合段长度合理取值研究

5．1结合段长度参数分析阐述

5．2应力值及提取位置说明

5．2．1承压板部位

5．2．2 PBL键部位

5．3单一荷载作用下计算结果分析

5．3．1轴力单独作用下应力分析

5．3．2剪力单独作用下应力分析

5．3．3弯矩单独作用下应力分析

5．4本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录