钢混叠合梁在连续梁桥中的应用研究

发布时间：2017-04-18 13:11

  本文关键词：钢混叠合梁在连续梁桥中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钢混叠合梁是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上研究的新型结构,其将钢梁和桥面板用连接件连接成整体使两者共同受力,这不仅具有良好的使用性能和结构性能,并且能带来很好的经济效益。钢混叠合连续梁桥的研究工作,一方面是针对钢混叠合梁的截面设计,以求得到合理、优化的组合截面;另一方面是针对叠合梁拉应力主要集中在墩顶位置,从而使墩顶负弯矩区截面抗弯承载力低,因此需从研究钢混叠合梁施工工艺出发以求减小墩顶负弯矩区的拉应力;在钢混叠合梁中抗剪连接件的主要作用是承受钢梁与钢筋混凝土翼板间的纵向剪力和防止混凝土桥面板脱离钢主梁而起抗拉的作用。经上世纪五六十年代的研究应用,连接件的形式也有很大的发展,在实际工作中发挥了极为重要的作用,然而在施工过程中连接件的刚度对桥梁结构的受力及工作性能的影响却没有完整的研究资料。本文依托一座钢混叠合连续梁桥(港珠澳大桥浅水区非通航孔桥)为工程背景,利用Midas/Civil有限元分析软件,采用静力分析方法对港珠澳大桥浅水区非通航孔桥进行了应力和位移分析;并采用FEA有限元软件进行实体单元建模,对钢混叠合梁抗剪连接件非线性特性进行了受力分析、滑移分析和连接件刚度对顶升效应的影响分析等。总之,本课题结合理论研究、实际工程分析及有限元理论模拟计算等方法进行研究,主要包括以下内容:(1)研究连续叠合梁的计算理论,分析其在设计和施工中的理论知识,总结钢混连续叠合梁的特点,提出墩顶负弯矩和连接件刚度等两方面问题。(2)采用有限元方法进行建模计算,建立起墩上钢梁起顶模型进行分析,研究墩上钢梁起顶对负弯矩区拉应力的作用效果。(3)结合港珠澳大桥浅水区非通航孔桥钢混叠合梁的施工过程,监测钢混叠合梁在施工过程中钢主梁顶升中顶底板应力和叠合梁回落后墩顶处桥面板产生的预压力。(4)针对连接件非线性特性进行有限元理论分析,一方面分析叠合梁结构的滑移特征;另一方面分析连接件刚度大小变化对顶升效应的影响。
【关键词】：钢混叠合梁 墩顶负弯矩 抗剪连接件 FEA有限元模拟
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.215
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 钢混叠合梁桥概述9-15
• 1.2.1 基本概念9-11
• 1.2.2 主要特点11
• 1.2.3 工程应用及研究现状11-15
• 1.3 研究目的及意义15
• 1.4 本文主要研究内容15-17
• 第二章 钢混叠合梁分析理论17-28
• 2.1 弹性分析17-20
• 2.1.1 基本假设17
• 2.1.2 叠合梁截面特性计算17-18
• 2.1.3 截面应力18-20
• 2.2 塑性分析20-22
• 2.2.1 基本假设20
• 2.2.2 第一类截面承载力计算20-21
• 2.2.3 第二类截面承载力计算21-22
• 2.2.4 抗剪承载力计算22
• 2.3 负弯矩区性能改善措施22-24
• 2.3.1 施加作用措施22-23
• 2.3.2 释放作用措施23
• 2.3.3 加强抗力方法23-24
• 2.4 连接件作用分析24-27
• 2.4.1 连接件基本力学性能24-25
• 2.4.2 叠合梁连接件设计理论25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 钢梁顶升模型建立与分析28-46
• 3.1 结构概述28-29
• 3.1.1 钢主梁28
• 3.1.2 混桥土桥面板28-29
• 3.1.3 剪力连接件29
• 3.2 叠合梁顶升及体系转换顺序29-30
• 3.3 模型建立及要点30-34
• 3.3.1 模型简化30-31
• 3.3.2 单元划分和建立31-32
• 3.3.3 边界条件处理32
• 3.3.4 荷载模拟32
• 3.3.5 施工阶段模拟32-34
• 3.4 叠合梁顶升理论计算结果34-45
• 3.4.1 不考虑临时荷载模型计算结果34-40
• 3.4.2 第八联左幅考虑临时荷载计算结果40-43
• 3.4.3 第八联右幅考虑临时荷载计算结果43-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 钢混叠合梁顶升应力监测46-67
• 4.1 工程概况及目的46-47
• 4.1.1 工程概况46
• 4.1.2 监测目的46-47
• 4.2 支座顶升阶段应力监测细则47-48
• 4.3 顶升应力监测结果48-66
• 4.3.1 顶升中钢主梁应力48-62
• 4.3.2 回落后墩顶处桥面板预压力62-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 叠合梁连接件非线性有限元分析67-78
• 5.1 概述67
• 5.2 有限元分析方法67-72
• 5.2.1 单元选择和材料本构关系67-69
• 5.2.2 荷载施加和网格划分69-71
• 5.2.3 非线性求解方法71-72
• 5.3 计算结果72-77
• 5.3.1 连接件受力分布72-73
• 5.3.2 连接件刚度对滑移的影响73-76
• 5.3.3 连接件刚度对主梁应力的影响76-77
• 5.4 本章小结77-78
• 第六章 结论与展望78-80
• 6.1 主要结论78-79
• 6.2 展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84
• 在学期间发表的论文及参与的工程实践项目84

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