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中央单索面波形钢腹板部分斜拉桥力学性能分析
| 论文题名： | 中央单索面波形钢腹板部分斜拉桥力学性能分析 |
| 关键词： | 波形钢腹板部分斜拉桥;力学性能;空间网格模型;混合单元法 |
| 摘要： | 近二十年来，波形钢腹板部分斜拉桥以自重较轻、腹板不会开裂、预应力使用效率高、便于施工等优点在实际工程中逐渐得到应用并取得了良好的工程效果。采用单箱多室宽截面主梁的波形钢腹板部分斜拉桥具有明显的空间效应，在对此类结构进行整体和局部计算时，使用之前已有的简化计算方法并不能很好地满足设计和施工需要。本文以某中央单索面波形钢腹板部分斜拉桥为工程背景，采用有限元单元法，开展了单箱多室波形钢腹板部分斜拉桥的整体和局部结构的计算研究，并对索梁锚固区钢锚箱受力的影响因素进行了研究。本文主要工作如下： （1）依据卡氏第二定理，推导了波形钢腹板组合梁空间网格模型中钢腹板纵向刚度折减系数；通过算例分析验证了空间网格模型应用于单箱多室波形钢腹板组合梁时的计算精度和适用性；建立工程背景桥梁的空间网格模型并进行了静力计算，表明空间网格模型可以更好地模拟主梁的刚度和空间效应。单箱多室波形钢腹板组合梁的计算宜采用空间网格模型。 （2）在已有空间网格模型的基础上，建立了桥梁节段的实体有限元模型并采用混合单元法建立了桥梁整体的有限元模型，进行了索梁锚固节段和钢锚箱区域的受力分析。研究结果表明，中央索面的拉索锚固结构会对腹板的剪力分配和应力分布产生影响，抗剪板和钢导梁是拉索传力路径中的重要构件。 （3）以钢锚箱中拉索倾角、抗剪板间距和关键板件厚度为参数，建立了钢锚箱区域局部模型，开展参数分析。研究结果表明，增大拉索倾角可以改善抗剪板与钢导梁交界位置处的受力；增加抗剪板间距会改善腹板与开孔板受力，但是会加剧内外腹板受力的不均匀；增加关键板厚可以降低相关板件的应力水平，钢导梁与抗剪板交界处受力的改善效果随钢导梁厚度的增加而下降。 |
| 作者： | 黄牧允 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 万水;蒋正国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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