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大跨度宽幅独塔混合梁斜拉桥主梁正应力分布规律研究
| 论文题名： | 大跨度宽幅独塔混合梁斜拉桥主梁正应力分布规律研究 |
| 关键词： | 混合梁斜拉桥;应力分布;能量变分法;正应力分布;泊松比;有效分布高度 |
| 摘要： | 近几十年来，随着有限元计算的出现，大量宽而薄的混合梁斜拉桥结构得以成功应用于工程实际中。但是由于桥梁跨度的增加，混合梁斜拉桥主梁在成桥运营过程中的应力分布影响承载力的问题渐渐凸显，如果忽略主梁的应力分布情况，可能会影响整个桥梁结构的安全性和经济性。本文以独塔混合梁斜拉桥（淮河特大桥）为依托工程进行研究，通过能量变分法对混合梁截面正应力分布进行理论研究，运用FEA实体模型和Midascivil杆系模型，对不同工况下混合梁截面的正应力分布规律进行了研究，并提出“有效分布高度”处理剪力滞效应的方法。 本文的主要研究内容与结论如下： （1）对同时承受竖向荷载、纵向轴力和侧向力的双肋式截面梁的正应力进行理论计算，引入泊松比来考虑侧向力对主梁截面正应力的影响，并通过肢解法计算了混合梁斜拉桥边梁截面的正应力，对比了主要截面的理论与仿真结果。结果表明，当纵向轴力不变时，侧向力对主梁正应力的影响取决于侧向力与纵向轴力比值的大小，双索面混合梁斜拉桥侧向力对主梁正应力的影响较小，理论计算结果与civil仿真结果基本吻合，理论分析得到验证。 （2）建立了FEA实体模型和Midascivil杆系模型，分析了不同承载能力极限状态工况下双索面混合梁斜拉桥主梁的正应力分布规律。研究发现，边跨砼梁基本3工况下（包含整体降温+梯度升温）截面的正应力最大，梁截面极大值出现在腹板与顶板交界位置、小纵梁与顶板交界位置，在气温较低的冬季中的升温时段应对上述砼梁截面位置进行重点监测。中跨钢-混组合梁顶板中小纵梁对顶板正应力有减小作用，次小纵梁与之相反，可适当增大中小纵梁的面积。混合梁存在正负剪力滞交替现象，在靠近腹板和小纵梁位置时，正应力不均匀程度更明显。 （3）根据最不利荷载组合下混合梁截面的正应力分布，对混合梁的剪力滞系数及有效分布宽度进行计算分析，并提出了有效分布高度来处理梁截面正应力分布不均匀的新方法。研究发现，两侧的工字钢纵梁主要承担中跨组合梁桥面板有效分布宽度；采用有效分布高度处理剪力滞效应对工程结构的影响与有效分布宽度的方法有相同的作用。 |
| 作者： | 冉久黉 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 曾勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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