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空间索面、双层斜拉桥索塔钢—混结合段数值仿真研究
| 论文题名： | 空间索面、双层斜拉桥索塔钢—混结合段数值仿真研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;承重构件;钢-混结合段;应力分布;数值仿真 |
| 摘要： | 主梁、索塔及拉索是斜拉桥的主要承重构件,选择不同的结构外形和材料可以组成多姿多彩、新颖别致的斜拉桥形式。斜拉桥主梁主要采用钢梁或混凝土梁,主塔主要有钢塔和混凝土塔。随着大跨度斜拉桥的快速发展,对结构的合理性提出了新的要求,钢与混凝土组合结构以其良好的受力性能和经济性,在斜拉桥中的应用日趋广泛。 斜拉桥索塔钢-混凝土结合段既承担着将整个上部钢塔柱的应力安全、均匀地传递到锚固区以下混凝土塔柱,又处于拉索锚固区,受力集中、构造复杂,是斜拉桥设计和施工的难点和关键。此外,结合段承受轴力、弯矩和剪力共同作用,受力特性不明确。因此,在建立全桥模型仿真分析得到钢-混结合段项部合理边界内力的基础上,运用大型通用有限元软件ANSYS对钢-混结合段进行局部精细化有限元分析,进而得到各个受力构件的变形与应力分布,探讨钢混-凝土结合段的传力途径和传力机理。本文依托绵阳城南新区一号桥工程,主要从以下几个方面开展工作: ①运用有限元软件MIDAS／CIVIL建立全桥模型,计算得到钢-混结合段顶部的内力边界条件。 ②运用大型通用有限元软件ANSYS建立钢-混结合段局部模型,在承载能力极限状态和正常使用极限状态下计算得到混凝土结构、钢箱结构和PBL贯穿钢筋的位移和应力分布。结果表明结合段处于线弹性工作状态,整体应力水平较低。 ③对钢-混结合段的传力机理分析,结果表明在承载能力极限状态和正常使用极限状态下,承压板与PBL剪力键分担荷载比例简化为1:2的比例。 ④计算在1.7倍设计承载能力极限状态下钢-混结合段的受力状态,结果表明非线性特征不显著,仍处于弹性工作状态;结构安全性、可靠性较高。 通过分析,得出了一些有价值的规律,为今后类似钢-混凝土结合段的设计、施工及监控提供了一定的参考价值。 |
| 作者： | 汪东 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 杜柏松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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