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刚构桥梁墩梁结合部的拓扑优化及拉压杆模型
| 题名： | 刚构桥梁墩梁结合部的拓扑优化及拉压杆模型 |
| 作者： | 余茂峰;杨屾;李闯;戴少东;贺志启 |
| 作者单位： | 浙江数智交院科技股份有限公司;东南大学土木工程学院 |
| 关键词： | 桥梁工程;拉压杆模型;拓扑优化;传力机理;墩梁结合部 |
| 摘要： | 整体长联刚构体系桥梁具有整体刚度好、行车舒适、后期维护少等诸多优点。作为结构的关键连接构造，墩梁结合部承受弯矩、剪力等效应的耦合作用，是应力分布复杂的典型应力扰动区。为了揭示墩梁结合部的传力机理，以浙江杭绍甬高速公路上虞1号高架桥为工程背景，开展了墩梁结合部的拓扑优化及拉压杆模型研究。首先，分析了刚构体系在水平力和竖向力作用下的内力分布规律。接着，开发了结构渐进拓扑优化算法，在通用有限元软件中实现了拓扑优化分析功能。利用拓扑优化分析，得到了墩梁结合部在4种典型受力工况下的传力路径。结果表明：在水平力工况下，墩梁结合部通过X形交叉的拉杆和压杆传递梁部两侧的同向弯矩，通过交叉桁架传递水平剪力；在竖向力工况下，墩梁结合部通过三角形交叉的拉杆和压杆传递梁部两侧的反向弯矩，通过斜压杆传递竖向剪力；在最优拓扑构形分析基础上构建的4种典型受力工况下墩梁结合部的拉压杆模型，可清晰显示墩梁结合部的传力路径及关键受力效应；结合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018）中相关规定，所推导出的拉压杆模型中的拉杆内力计算公式可直接用于刚构桥梁墩梁结合部的配筋设计。 |
| 期刊名称： | 公路交通科技 |
| 出版年： | 2022 |
| 期： | 11 |
| 页码： | 70-75,83 |
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