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超宽混合梁斜拉桥钢-混结合段力学性能研究
| 论文题名： | 超宽混合梁斜拉桥钢-混结合段力学性能研究 |
| 关键词： | 超宽混合梁斜拉桥;钢-混结合段;剪力连接件;力学性能;有限元模拟 |
| 摘要： | 本文以一座已建成的超宽混合梁斜拉桥——张家口纬二桥为工程背景，首先对整桥模型成桥状态与运营状态下的受力情况进行分析，确定了混合梁结合段处的内力和应力分布情况，并将其等效施加在局部精细化有限元模型中，对钢-混结合段进行细部分析，研究在最不利荷载作用下，结合段各构件的应力分布情况以及构件内力的传力比例问题。最后，对承压板和PBL剪力键进行了参数分析，并分析了斜拉索施工偏差对结合段受力的影响，主要研究的内容和成果如下： （1）介绍了混合梁斜拉桥的概念及发展历程，概述了混合梁斜拉桥的研究现状，阐述了钢-混结合段的构造分类和特点，并说明了本文的主要工作。 （2）通过MidasCivil有限元软件建立了全桥空间杆系模型，在成桥状态与运营状态下，对张家口纬二桥的受力情况进行分析，提取了钢-混结合段处的内力和应力分布情况，为后续细部分析提供力和位移的边界条件。同时，通过改变混凝土梁和钢箱梁的跨度比，研究分析了钢-混结合段的合理位置。 （3）利用ANSYS软件建立了钢-混结合段局部精细化有限元模型，并将前期得到的边界条件等效施加在局部模型中。研究了在最不利荷载作用下的钢-混结合段各构件的应力分布情况。 （4）推导了在荷载作用下钢-混结合段的滑移微分方程，并通过积分累加的方式计算得到各构件承担的内力，进而研究了构件承担内力的比例，以及剪力连接件的传力分析。随后，又通过改变承压板和PBL剪力键的参数，对钢-混结合段进行参数分析。钢梁内力能通过钢-混结合段有效地将传递给混凝土梁，其中，PBL剪力连接件传递轴力的效果要优于剪力钉，并且，适当地改变参数能有效地发挥钢-混结合段的传力性能。 （5）通过改变斜拉索初拉力以及背索倾斜角度，研究了钢-混结合段在考虑斜拉索施工误差下的力学性能，并通过敏感性分析得出影响较大的初拉力因素，进而继续研究分析了斜拉索初拉力对钢-混结合段构件的影响。斜拉索初拉力的变化不会改变钢-混结合段应力的整体分布，在运营状态下，钢-混结合段应力对斜拉索初拉力增加更为敏感，在成桥状态下，钢-混结合段应力对斜拉索初拉力减小更为敏感。 |
| 作者： | 杨懋 |
| 专业： | 土木工程;结构工程 |
| 导师： | 缪长青 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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