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特大跨连续刚构桥刚混接头有限元分析
| 论文题名： | 特大跨连续刚构桥刚混接头有限元分析 |
| 关键词： | 刚构桥;钢-混凝土接头;三维有限元模型;剪力键 |
| 摘要： | 近年来，随着大跨度桥梁的快速发展，为了尽可能充分发挥各种材料自身的优点，提高结构抵抗荷载的综合能力，确保达到既安全又经济的效果，在桥梁结构设计中，钢-混凝土混合结构的使用逐渐成为一种趋势。 在大跨度桥梁工程中，钢箱梁与混凝土箱梁的结合部位采用钢-混凝土接头，在以往的工程实际中已经被广泛应用，尤其在斜拉桥和拱桥上应用的比较多。2006年9月建成通车的重庆长江大桥复线桥是世界上首次采用钢-混凝土接头的连续刚构桥，开创了大跨度刚构桥使用钢-混凝土接头的先河。 重庆长江大桥复线桥主跨达330米，刷新了连续刚构桥跨径的世界纪录，其钢-混凝土接头形式为填充混凝土后承压板式，接头在功能需求上主要承受弯矩和剪力作用，轴向压应力主要由承压板承担，剪应力主要由PBL剪力键承担，拉应力由预应力钢筋承担。利用有限元软件ANSYS建立钢-混凝土接头的局部三维有限元模型，将采用实体单元模拟的混凝土、钢箱、PBL剪力键、预应力钢筋进行耦合，计算分析接头各部件的应力分布情况，得到其传力机理。分析表明：钢-混凝土接头传力明确，受力比较均衡；PBL剪力键承担绝大部分的剪力，顶板及底板的剪力键应尽量分布在外侧；为了抵消结构在弯矩作用下产生的较大拉应力，需要设置足够的预应力钢筋。 本文以重庆长江大桥复线桥为工程背景，主要工作有以下内容： 1.系统地总结以往钢-混凝土接头的设计类型，分析、评价其受力性能。 2.通过运用ANSYS软件建立简易PBL剪力键构件模型，结合以往试验数据，分析其在钢-混凝土接头中的作用及破坏机理，总结影响其极限抗剪承载力的主要因素。 3.通过运用ANSYS软件建立大桥钢-混凝土接头部位的局部三维有限元模型A和钢混接头所在梁模型B，分析研究钢-混凝土接头的主要受力构件及其传力机理。 4.研究接头部位各材料构件的应力大小与分布情况及其安全储备情况。 5.研究PBL剪力键的作用机理和受力性能，通过分析其应力大小和分布情况，分析其抵抗剪力和弯矩的能力，对其分布位置进行优化处理。 |
| 作者： | 廉瑞强 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 武建华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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