钢桁-砼混合梁斜拉桥结合段受力性能研究及构造优化

发布时间：2020-12-23 03:00

　　钢桁-混凝土混合梁斜拉桥因其力学性能优良,近年来逐渐应用于大跨径公路、铁路及公铁两用斜拉桥建设中,但目前有关钢桁-混凝土混合梁结合段的研究极少,结合段构造设计基本参照普通钢-混凝土结合段的构造原理,结合段刚度和有效截面往往明显大于两侧主梁,结构设计过于安全且施工不便,因而,在实现主梁刚度平稳过渡、传力平顺和变形协调的功能基础上,有必要优化结合段构造。本文以贵州鸭池河大桥为背景,采取静力模型试验和有限元分析相结合的方法,对钢桁-混凝土结合段的受力性能、刚度匹配和变形特点展开研究,并针对钢桁-混凝土结合段的构造特点,提出了构造优化设计方案,主要研究工作和结果如下:（1）进行了钢桁-混凝土结合段静力模型试验,结果表明,在设计荷载工况作用下,钢桁梁段、钢箱过渡段、结合段及混凝土梁过渡段各部分测点应力水平普遍不高,结构大部分测点应力分布均匀、过渡平顺,除预应力张拉处附近、承压板与混凝土箱梁连接处应力值相对较高外,混凝土梁与钢梁段各测点应力值均明显小于规范限制要求;在1.6倍设计荷载工况作用下,各测点的应力-荷载曲线基本呈线性关系,混凝土箱梁与钢梁段整体处于受压状态,结合段附近测点竖向位移非常微小... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

鸭池河大桥钢桁-混凝土结合段三维模型

2.2 结合段静力试验2.2.1 试验荷载为确定模型加载所需荷载大小，先使用 Midas civil 软件建立鸭池河大桥全桥模型，得到全桥成桥状态的计算结果，并在荷载组合中考虑以下四种工况组合：（1）恒载组合：恒载（2）标准组合：恒载+汽车荷载+支座沉降+整体温度+主梁温差+索梁温差+塔壁温差+制动力+活载横风（3）短期组合：恒载+汽车荷载+支座沉降+整体温度+主梁温差+索梁温差+塔壁温差+制动力+活载横风（4）基本组合：恒载+支座沉降+整体温度+百年横风

2.2.2 试验内容试验主要测量钢桁梁、钢箱过渡段、结合段、混凝土梁和剪力钉测点应变，以及结合段底部测点的竖向挠度。模型以纵向受力为主，沿纵向布置应变片，距离结合面较远的模型钢板主要处于单向受力状态，布置单向应变片。钢梁段上下主弦杆及斜竖腹杆沿轴向布置钢应变片，钢桁梁平联横撑上布置沿槽钢走向的轴向应变片，腹杆交汇节点板处横向应力相对较大，布置应变花。混凝土箱梁顶板、底板及腹板外表面布置混凝土应变片。在结合段顶板、底板和承压板上焊接的剪力钉沿轴向布置钢应变片。使用 uT7160 静态应变测试系统采集应变数据，数显指示表测试测点挠度，并设置钢梁和混凝土梁补偿点实现对环境温度变化的补偿。混凝土应变片采用 BX120-80AA 箔式电阻应变片，敏感栅尺寸 80mm×2mm，钢桁梁应变片采用 BX120-3AA 箔式电阻应变片，敏感栅尺寸 3mm×2mm，试验前经预加载测试，所有应变片及应变花均能正常工作。


本文编号：2932942