钢—混凝土组合梁斜拉桥施工及使用阶段受力性能分析

发布时间：2020-07-10 15:09

【摘要】：随着我国经济的发展和技术水平的提高,斜拉桥在近几年的应用范围愈加广泛,跨度已经达到几百米甚至上千米。其中,钢-混凝土组合梁斜拉桥更是凭借其优越的受力性能,受到广大工程师们的青睐。大跨径钢混组合梁斜拉桥设计与施工的关键在于斜拉索索力的布置形式以及钢-混组合梁的受力性能,这直接决定了斜拉桥整体结构的运营性能。本文以樟树市赣江二桥斜拉桥为工程依托,系统地研究了钢-混凝土组合梁斜拉桥的受力性能。主要研究内容如下:(1)通过桥梁工程有限元分析软件Midas civil分别建立全桥整体和细部两个有限元模型;(2)采用弯曲能量最小法确立了赣江二桥合理成桥状态,并采用正装迭代法得到了施工阶段索力,以供施工阶段受力性能研究;(3)以整体有限元模型为基础,探究了混凝土时间效应对组合梁斜拉桥受力性能的影响;(4)对钢混组合梁细部受力性能以及栓钉抗剪刚度对主梁受力性能的影响进行了计算分析。最终得到以下结论:(1)对于赣江二桥斜拉桥当把主梁、主塔的抗弯刚度减小10~4时得到的合理成桥状态索力值更加均匀合理,与设计索力最为接近;(2)在施工阶段过程中,钢混组合梁主梁轴力主要由混凝土承担,弯矩主要由钢梁承担;时间效应对组合梁的内力状态具有显著的影响,组合梁截面内部将发生内力重分布,随着混凝土的收缩、徐变,混凝土的内力逐渐减小,钢主梁的内力则逐渐增大,主梁的内力由混凝土向钢主梁逐渐转移;(3)混凝土桥面板的龄期对斜拉桥主梁的受力性能具有显著地影响,预制板的龄期越短,组合梁的内力重分布程度越高,在实际施工时,可以采用增长预制板的龄期的方法以最大程度地降低混凝土收缩徐变对结构受力性能的影响。(4)在车辆荷载作用下,相邻两个车轮引起的纵、横向应力均有较大程度叠加,在设计计算时必须考虑相邻车轮的作用。此外栓钉抗剪刚度对组合梁的受力性能具有一定的影响。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U448.27;U441
【图文】：

效果图,斜拉桥,效果图

拉桥是由主梁、主塔以及斜拉索等基本构件组成的高次超静定受型的受力特点为加劲梁以受弯压为主，主塔结构以受压为主，而以承受拉力作用为主，加劲梁由于受到拉索的多点弹性支承作用接近多跨连续梁结构。这种受力形式减小了主梁弯矩以及梁体尺了主梁的重量，使得斜拉桥具有较强的跨越能力，与悬索桥对比优越的抗风能力，而且不需要繁琐的锚固设备。利用改变斜拉索以调整主梁的受力形式，使其分布更加均匀合理，从而可以调整构的受力性能。此外，斜拉桥的主梁、主塔以及斜拉索，尤其是可以具有多种形式从而满足园林景观的要求，斜拉桥是所有的桥有美观性并且结构形式具有多样化特性的桥型，因此斜拉桥的应泛。根据工程经验，在跨度从二百米到七百米范围内的桥梁中，在经济与美观性上所具有的独特的竞争力，使得它在与其他桥型脱颖而出。所以，现如今斜拉桥已经成为当代桥梁工程中最具有具竞争力的桥型之一。斜拉桥的效果图如图 1-1 所示。

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率 1/300；设计风速：基本风速 V10=23.9 m/s，施工阶段设计风速 Vs10=20.0 m/s；设计基准周期为 100 年，设计安全等级为一级，结构重要性系数为 1.1；樟树市地处亚热带季风气候区域，四季分明，年均气温 17.7 ℃，七月份平均气温为29.3 ℃，一月份平均 5.3 ℃。环境类别为Ⅰ类环境。

构造图,钢梁,梁段,构造图

主桥钢梁均采用 Q345qD 钢，由纵梁、小纵梁以及横造形式如图 2-2 所示，两个纵梁间的距离为 26.02 m，纵梁间使间设有 3 道小纵梁，小纵梁间距为 6.48 m，钢梁全宽 29.2 m，栓接连接。纵梁均采用工字型截面，标准长度为 8.992 m，顶板 2.479 m，纵梁上翼缘宽为 900 mm，厚 28 mm，下翼缘宽度在 9，厚度为 50 至 80 mm 范围之间，腹板厚度分为 28 mm 与 36 m梁亦采用工字型断面，顺桥向基本间距 4.5 m，近塔处逐渐加密至翼缘为 24×600 mm，下翼缘板宽 600 mm，跨中 11 m范围内板厚为围板厚 35 mm，腹板厚度为 16 mm；小纵梁横向间距6.48 m，全高 16 mm，腹板厚 12 mm。与钢梁结合成一体的混凝土桥面板沿过布置于钢梁和桥面板之间的剪力钉与钢梁结合，桥面板分预部分，预制板厚 260 mm，预制板龄期为 6 个月。剪力钉规格为 Φ在主纵梁顶板上沿横截面的间距为 130 mm，沿纵断面的间距为梁顶板上沿横截面的间距为 100 mm，沿纵断面的间距为 300 m上沿横截面的间距为 150 mm，在标准纵断面上按照 300 mm 的间

【参考文献】