铁路钢桁腹预应力混凝土组合箱梁桥节点力学性能研究

发布时间：2021-04-07 01:40

　　组合桁架结构作为一种结构重量轻、跨越能力强、经济效益好的新型结构形式,在未来桥梁建设中有着巨大的应用潜力。其中钢-混凝土组合节点是保证组合桁架各部件之间能够协同工作的重要构造,但国内关于组合节点研究还比较缺乏,这给组合桁架的推广使用造成了一定的困难。本文以我国首座铁路钢桁腹组合箱梁桥为背景,结合模型试验,对钢桁腹组合箱梁节点的力学性能进行了研究。主要工作内容如下:（1）结合钢筋混凝土结构非线性分析的基本理论,对有限元模型的材料本构、单元选择以及求解器等参数设置进行了详细的介绍。同时,与已有试验结果进行了对比,验证了有限元建模方法的正确性;（2）利用ABAQUS软件对组合节点在水平静力荷载作用下的受力全过程进行了模拟,得出了节点受力全过程的荷载-位移变化曲线,各部件的应力应变大小及分布,并分析了节点受力的特点及荷载传递途径;（3）采用单参数分析方法对节点力学性能影响因素进行了分析,得到了不同参数取值对节点力学性能的具体影响;（4）采用正交试验方法,以节点的力学性能为指标,对节点进行了优化分析,得到了各因素影响程度及最优因素组合。 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

上承式组合桁架桥

能够最大限度的提高施工速率，缩短建设时间。如图1-2 所示。BrasdeIaPlaine 桥由于采用了开创性的钢桁腹组合结构技术，而获得了国际桥梁及结构工程协会（IABSE）的 2013 年度最佳结构奖。该桥桥址位于一个峡谷处，设计时选取刚构形式一跨跨过该峡谷，并且为了保证悬臂施工的安全，工程师们采取了两个有效措施：一是依靠峡谷边桥台的重量来抵消施工荷载，二是将结构的预应力锚固端放在桥台上。此外，为了减轻温度对该刚构桥的作用效应，跨中合龙时仅仅合龙顶板，底板未合龙。图 1-2 法国 Boulonnais 高架桥图加拿大于 1997 年将活性混凝土应用于工程建设中，建成了世界第一座采用活性混凝土的钢桁腹组合结构桥—Sherbrook。瑞士同年在莱茵河畔建成了 Dreirosenbridge[18]桥。该桥布设了两层桥面，主梁截面高度达到了 8.5m，其钢桁架的腹杆采用截面大小为 40mm×400mm 的箱型。同时，为了增加腹杆的稳定性和强度，在腹杆箱内全部进行了混凝土填充。施工阶段的荷载，主要由钢桁架的弦杆承受，在成桥之后再在上下弦杆外部包裹混凝土，进而组成型钢混凝土。

计算理论和方法的正确性，日本学者对志津见大桥进行了静载试验，实计算结果比较接近，证明了计算方法的准确性。如图 1-3（a）、（b）所示得注意的是，日本在铁路桥方面对钢桁腹组合桥的应用较少，仅修建了50m 的单线铁路桥—山仓川桥，该桥顶底板均为混凝土，腹杆采用圆形钢3（c）所示。a）木之川高架桥 b）志津见大桥


本文编号：3122553