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自锚式悬索桥加劲梁钢混结合段和锚固段受力性能研究
| 论文题名： | 自锚式悬索桥加劲梁钢混结合段和锚固段受力性能研究 |
| 关键词： | 自锚式悬索桥;加劲梁;钢混结合段;锚固段;受力性能 |
| 摘要： | 自锚式悬索桥对地基要求较低，造型美观，桥塔造型多变，如平胜大桥矩形桥塔，猎德大桥贝壳形桥塔，以及本背景工程的莲花形桥塔，形成了独特的城市景观，在中小跨径城市桥梁中颇具竞争优势。钢-混结合段由钢箱梁和混凝土梁段组成，二者材料不同，刚度相差巨大，需通过复杂构造措施使二者连成整体，协同受力。自锚式悬索桥将主缆锚固在加劲梁上，为将主缆轴力平顺传递到加劲梁中，降低主缆上拔力对锚固段的影响，锚固段构造和受力均比较复杂，锚固体系应力分布难以准确把握。基于以上原因，需对结合段和锚固段做详细受力分析。 本文以湘潭市昭华湘江特大桥为工程背景，结合有限元分析软件，主要分析研究以下几个方面: (1)通过Midas FEA建立钢混结合段实体模型，分析结合段在成桥阶段、正常使用极限状态和极限承载能力状况下，结合段受力情况。在不同工况下，结合段的钢构件最大纵轴向拉应力为82.4MPa，PBL剪力键最大剪切应力值为20.7MPa，钢箱梁的最大纵轴向拉应力值为164.5MPa，箱梁整体应力值在钢材承受范围内，钢结构处于安全可靠状态。结合段混凝土最大主拉应力为2.84MPa，最大主压应力为21.4MPa，最大主压应力出现在腹板上的预应力锚固位置。 (2)距离承压板1m范围内，不同长度剪力键对应的混凝土剪应力下降斜率相近，剪应力值接近，即不同长度剪力键对此范围内的混凝土受剪影响较小。距离承压板1m到2.5m范围内，底板上不同剪力键长度对混凝土最大剪应力增长斜率相近。在顶板上，剪力键长度越长，混凝土最大剪应力增长斜率越小，剪应力值也越小，适当增加剪力键长度，可降低顶板剪应力值。 (3)通过Midas FEA建立锚固段实体模型，分析在成桥状况下锚固段受力情况。后锚固板最大主拉应力值为99.4MPa，前锚固板最大主拉应力值为45.8MPa，后锚固板导管孔边缘位置，主拉应力值在-342MPa～15.9MPa之间。锚固区中心主拉应力在-1.86MPa-2.34MPa之间，最大主压应力为108MPa，出现在导管周边。 (4)对比三向预应力钢筋对锚固段受力的影响，对比有无纵向预应力钢筋存在，锚固段腹板位置纵轴向压应力要大约6MPa，横向预应力存在，锚固段顶面横轴向应力值要大2MPa，竖向预应力存在，锚固段竖向应力值要大3MPa。 |
| 作者： | 陈枭 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张永水 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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