混合梁桥钢—混凝土结合段疲劳受力性能研究

摘要

主跨为钢梁边跨为混凝土梁的混合梁结构充分发挥了混凝土梁的压重作用和钢箱梁跨越能力大的特点，在大跨度桥梁设计中具有很强的竞争力。钢梁与混凝土梁之间的钢-混凝土结合段是混合梁桥的重要组成结构，但是由于钢梁和混凝土梁刚度相差较大，两者之间力的传递情况以及剪力连接件的连接作用均影响着钢-混凝土结合段连接性能的发挥。钢-混凝土结合段构造及应力分布均较复杂，在活载作用下可能会出现疲劳问题，因此对混合梁钢-结合段的试验及理论研究具有非常重要的现实意义。甬江铁路特大斜拉桥采用混合梁结构形式，钢-混凝土结合段位于中跨距离索塔24.5m处，其疲劳受力特性对桥梁结构的可靠性与耐久性影响显著，因此需要对钢-混凝土结合段在铁路荷载下的疲劳受力性能进行详细的研究。
　　本文以甬江特大铁路斜拉桥疲劳模型试验为工程背景，通过有限元分析，对大跨径铁路桥梁钢-混凝土结合段疲劳试验荷载幅值取值的计算方法进行了研究，并在此基础上对钢-混凝土结合段单格室疲劳试验模型各部位的应力分布情况以及分布的规律加以详尽的分析。因此本文的研究内容对该类型结构今后在铁路桥梁中的应用具有较大的参考价值。具体工作如下：⑴归纳总结了混合梁桥的发展、钢-混凝土结合段的疲劳研究现状以及疲劳问题的基本分析理论方法。⑵通过建立的全桥空间三维MIDAS/CIVIL有限元模型，得出所要研究截面的内力影响线，进而利用疲劳累积损伤原理计算出疲劳试验所需的等效疲劳内力幅值。⑶建立疲劳试验模型的ANSYS有限元模型，得到了疲劳模型各部分构件的主要应力的分布情况和变化规律以及对疲劳性能造成的影响。⑷对疲劳试验模型的选取过程加以详细的分析介绍，并且对试验方案及测试内容做了具体说明。