大跨径悬索加劲钢桁梁桥节点静力性能分析研究

发布时间：2020-04-14 12:48

【摘要】：重庆市曾家岩大桥是一座大跨径悬索加劲钢桁梁桥,主桥桥跨布置为(135m+270m+135m)。特殊节点位于加劲悬索与上弦杆连接处,其构造极其复杂,是全桥受力的关键部位。本文采用有限元分析的方法对特殊节点静力性能进行分析研究,同时基于特殊节点的理论分析结果设计了特殊节点缩尺试验模型,并设计了模型试验参数测量及试验加载方案,为试验的开展提供技术支持。本文主要完成的工作和取得的成果如下:(1)采用空间板梁单元法建立曾家岩大桥全桥有限元模型,在全桥整体分析的基础上,对全桥受力最不利的特殊节点进行判断,确定靠渝中区侧的由A38A39节点所组成的特殊节点为最不利。针对板桁组合结构桥梁的受力特点,通过建立多尺度有限元模型,合理的处理了特殊节点有限元分析的荷载及边界问题,分析得到特殊节点的受力特性。(2)根据多尺度有限元模型计算结果,确定出在主桁面内加载的荷载及边界条件。对建立的特殊节点节段有限元模型进行受力分析,获取面内加载时特殊节点应力水平及分布规律,同时进行超载分析,考察了特殊节点安全储备。(3)根据相似理论,依据特殊节点有限元分析结果,确定试验模型的缩尺比例为1:2.5。根据缩尺比设计了试验模型,确定出试验模型的荷载及边界条件,设计了试验的加载方式,同时通过有限元分析结果对比,验证了特殊节点缩尺试验模型设计的合理性。(4)根据加载及边界处理的要求设计了试验反力装置,对试验模型中施加拉压荷载的杆端进行局部加强设计分析。考虑到模型试验中边界的处理,对其固接及铰接边界条件的处理方式进行了设计与验算。(5)根据特殊节点试验模型的有限元分析结果及试验测试的主要内容,设计了缩尺模型的的试验加载测试方案,对测点的布置、多点多级加载实施、加载注意事项进行论述。
【图文】：

（c）芜湖长江大桥 （d）坝陵河大桥图 1-1 我国已建成的四座钢结构桥梁1.2.2 悬索加劲钢桁梁桥的发展连续钢桁梁桥随着主跨的不断增大，其跨中的挠度也比较大，如何使连续钢桁梁桥的跨越能力增强的同时，结构自身又具有较大的刚度，，桥梁工程界开展了大量的研究工作。这其中从桥梁的结构体系这个角度出发，进行了深入的分析研究，首先考虑的就是采用组合结构体系桥梁，而这其中拱梁组合结构体系就是最常用的，在我国桥梁建设里面，铁路桥梁中对结构的整体刚度要求较严格，对于有轨交通的列车行驶不仅是行车舒适性的问题，更重要是的行车安全性问题，要防止因桥梁结构刚度不足变形过大而导致脱轨事故的发生。早在九江长江大桥中工程师就设计了刚性梁柔性拱的组合结构，采用柔性拱加劲连续钢桁梁，以后拱梁组合桥梁大量涌现，在宜万铁路的建设中，宜昌长江大桥就采用了预应力混凝土连续刚构与钢管混凝土拱组合结构桥梁，采用钢管混

（b）石济客专济南黄河大桥图 1-2 我国已建成的悬索加劲钢桁梁桥节点的研究方法及现状构桥梁中各杆件主要通过间接节点连接组成结构，节点不仅是地方，同时也是纵横向连接系、桥面系连接于主桁的地方，因造都比较复杂。国桥梁建设中，连接钢结构各个构件的方式，经过了从早期的接式，以及现在大量采用的整体式节点。式节点板与传统的外贴式节点板对比，具有十分突出的优点，体节点的桥梁，就是在 1995 年建成通车的京九铁路线的孙口黄整体节点进行大量科研测试工作，在取得了工程经验后，整体应用，可以说这种构造形式从此以后得到了跨越式的的发展，结构桥梁中大部分都采用了这种整体式节点构造。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441

【参考文献】

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本文编号：2627315