中小跨径钢板组合梁桥成桥过程稳定性研究

发布时间：2020-09-15 21:30

　　随着社会经济和公路交通的快速发展,中小跨径钢板组合梁桥得到了越来越多的研究和应用。在钢结构、组合结构设计中,稳定性是必须考虑的一个要点。现行规范中,仅给出工字形简支梁整体稳定系数的计算公式和翼板宽厚比、腹板高厚比的限值相关规定。因此,对中小跨径钢板组合梁的稳定性有必要进行深入的分析和研究。本文根据依托工程3×35m双主梁钢板组合梁桥,采用ABAQUS有限元软件建立非线性实体模型,以稳定安全系数作为评价指标,对中小跨径双主梁钢板组合连续梁的稳定安全性进行参数分析,得出相应的影响规律,并从稳定性角度给出部分设计优化建议。论文完成的主要工作有:(1)系统介绍了采用ABAQUS有限元软件进行稳定性分析的建模方法,并结合文献试验数据,验证了建模方法的正确性,同时研究中小跨径钢板组合梁桥稳定安全性与桥跨数量的关系,根据结果确定本文对3×35m双主梁钢板组合梁桥进行研究。(2)对于3×35m双主梁钢板组合直梁桥的稳定安全性,选取多种参数进行参数分析,提出了横梁的合理间距,以及高跨比和受压翼缘宽厚比的合理取值。同时设计正交试验,研究多因素耦合对稳定安全性和全桥用钢量的影响,指出影响显著的因素,并综合两类指标给出合理参考模型。(3)对于3×35m双主梁钢板组合曲梁桥的稳定安全性,选取多种参数进行参数分析,提出了横梁的合理间距及高跨比的合理取值,并且推导得出简支曲梁弹性临界弯矩公式,从公式理论分析和有限元计算两方面研究结构稳定安全性能与曲率半径的关系。同时设计正交试验,研究多因素耦合对稳定安全性和全桥用钢量的影响,指出影响显著的因素,并综合两类指标给出合理参考模型。(4)介绍了中小跨径钢板组合梁常用的三类施工工艺,对其中代表性工况进行建模分析,评估相应的稳定安全性能,从稳定安全性角度给出推荐工艺。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U448.216
【部分图文】：

钢-混凝土组合梁,特大桥,中小桥,研究背景

（c）组合钢板梁桥图 1.1 钢-混凝土组合梁桥的分类1.2 研究背景及意义1.2.1 研究背景（1）我国桥梁现状根据《交通运输行业发展统计公报》，截止 2017 年底，我国在役公路桥梁 83.25 万座、5225.62 万米，比 2016 年增加 2.72 万座、308.66 万米，其中特大桥 4646 座、826.72万米，大桥 91777 座、2424.37 万米[4]。由图 1.2 可以发现，我国公路桥梁中，中小跨径桥梁占比最大。1%11%中小桥大桥特大桥16%38%中小桥大桥特大桥

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图 1.3 魁北克大桥失稳坠毁现状状60 年代起，由于结构受力合理、经济性能良好、施工快围内迅速发展起来。在应用前期，主要依据钢板梁桥的向连接系、加劲肋以防止失稳，但是较大的焊接量引起钢材用量，过多的构件使得后期维护较为繁琐[8]。

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图 1.3 魁北克大桥失稳坠毁状代起，由于结构受力合理、经济性能良好、施内迅速发展起来。在应用前期，主要依据钢板梁连接系、加劲肋以防止失稳，但是较大的焊接量材用量，过多的构件使得后期维护较为繁琐[8]。

【参考文献】