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大跨度铁路钢桁梁斜拉桥梁体传力特性研究
| 论文题名： | 大跨度铁路钢桁梁斜拉桥梁体传力特性研究 |
| 关键词： | 大跨度铁路钢桁梁斜拉桥;横梁刚度;传力特性;水平K撑结构 |
| 摘要： | 因钢桁斜拉桥具有良好的强度和刚度，近年来已不断应用于大跨度铁路桥梁。虽然铁路钢桁梁斜拉桥的钢桁梁在荷载及整体变形等作用下局部在竖向及纵向传力显得较为复杂，但已有多种不同的桥面系构造如密肋横梁、正交异性桥面等结构来降低桥面系局部复杂的受力与传力。 新建铁路贵广线（贵阳至广州）北江特大双塔钢桁梁斜拉桥为国内首次采用带水平K撑的纵横梁体系的桥例，克服传统简支钢桁梁纵横梁桥面系受力的复杂性，改善了节点横梁的受力状态。 本文以北江桥为工程背景，在参阅国内外钢桁梁斜拉桥桥面系结构特点及受力分析相关文献资料的基础上开展带水平K撑结构局部受力与传力特点分析研究。本文主要研究内容和得出结论如下: (1)采用Midas有限元方法，对北江桥桥面系中的水平K撑结构进行计算分析，分析结果表明水平K撑以受轴力（即传递水平纵向力）为主。 (2)在水平K撑桥面系(KS)方案的基础上，提出密布横梁桥面系(DC)方案，对比分析两种桥面系方案桥面构造的受力和变形特点。 经计算分析得出在KS方案与DC方案共有的桥面系结构（下弦杆和节点横梁）中，KS方案的受力小于DC方案的受力。KS方案的主跨挠跨比为DC方案的94％，表明KS方案整体刚度大于DC方案。KS方案的节间16短波和横波分别为DC方案的94％、94％，节间25短波和横波分别为DC方案的88％、76％，表明KS方案的桥面系局部刚度（以轨道变形的短波和横波作为评价指标）优于DC方案。 (3)分析了两种桥面系方案（KS和DC）的传力路径。 在二期恒载（均布荷载）传力分析中，对比两种桥面系方案混凝土桥面部分的传力比，KS方案路径1（桥面载荷直接通过节点横梁传递到下弦梁）的传力比比DC方案的小4.56-9.52％，表明KS方案节点横梁的受力优于DC方案。 在最不利活载的传力分析中，对比两种桥面系方案主跨钢桥面部分的传力比，KS方案路径1的传力比比DC方案的小4.92％-8.13％，即KS方案的节点横梁承担的桥面荷载小于DC方案的。 (4)在第4章基础上，分析了水平K撑截面形式、水平K撑刚度及节点横梁刚度等关键结构设计参数对钢桁梁桥面荷载传力的影响，结果表明T形K撑受力优于倒T形和十字形，同时在保证用钢量不变的情况下，直接通过节点横梁传递的桥面荷载与节点横粱的刚度呈正相关。 最后，根据以上研究得到的相关结论，提出了一些建议措施，为今后同类铁路钢桁梁斜拉桥的发展研究提供参考。 |
| 作者： | 郭俊丽 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 施洲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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