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桥塔钢-混结合段设计方法及构造设计参数研究
| 论文题名： | 桥塔钢-混结合段设计方法及构造设计参数研究 |
| 关键词： | 钢桥塔;钢-混结合段;构造设计;受力性能 |
| 摘要： | 钢桥塔因其受力性能好、轻盈美观等特点而在跨越大江、大河、海湾等桥梁工程中得到了越来越广泛的应用，塔柱钢-混结合段是实现钢桥塔钢结构部分与混凝土结构部分可靠连接进而行使传力功能的重要结构。大多数学者对桥塔钢-混结合段的研究主要集中在传力机理和结构局部应力分析，但结合段结构构造复杂，以往研究成果的指导作用有限。主要局限在于：（1）目前国内外规范及现有文献尚未对塔柱钢-混结合段设计做出具体说明，缺少相应的设计流程；（2）不同类型的钢-混结合段结构受力性能及传力机理差异性未进行详细分析；（3）钢-混结合段构造尺寸参数变化对钢-混结合段传力及结构受力性能影响规律还缺乏相应研究。针对以上问题，本文通过数值模拟的方法主要开展以下几方面工作并取得相关结论： （1）总结现有桥塔钢-混结合段的类型及连接形式，给出结合段设计思路、设计流程、相关构造设计方法及计算流程。 （2）依据现有规范，参考相关文献设计塔柱钢-混结合段，并给出各构造初始设计参数，采用ABAQUS有限元软件按照各构造初始设计参数建立钢-混结合段数值仿真模型，分析各组成构件的受力行为。结果表明塔柱钢-混结合段受力合理，传力可靠，按照上述方法设计钢-混结合段是安全可靠的。 （3）通过数值模拟对桥塔不同类型的钢-混结合段传力机理及受力性能进行对比分析，结果表明有格室后承压板式和有格室前后承压板式钢-混结合段传力及受力行为接近，而有格室前承压板式钢-混结合段传力及受力行为与前两者差异较大。 （4）分析钢塔不同过渡段长度及刚度对钢-混结合段传力性能的影响。结果表明当钢塔过渡段具有一定长度时，内力才会更加均匀的由过渡段传递到钢-混结合段，使各个钢格室受力及传力更加均衡；对于后承压板式及前后承压板式钢-混结合段，当通过增加钢塔过渡段加劲肋刚度的方式增加过渡段整体刚度后，会提高钢-混结合段内填混凝土顶面的传力比。 （5）鉴于后承压板式（前后承压板式）与前承压板式钢-混结合段传力及受力行为差别较大，分析不同构造参数（承压板厚度、剪力钉刚度、剪力钉间距及结合段长度）对上述两类结合段传力及受力性能影响的规律，并进行对比分析。 （6）通过公式推导钢-混结合段界面滑移对该结构受力的影响，结果表明钢混界面相对滑移会增加钢壁板分配到的轴力及弯矩。并从理论上解释了承压板厚度对传力比的影响规律，从而也验证了本文有限元模型建立的准确性。 |
| 作者： | 卢迅 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 孙昊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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