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钢—混凝土叠合梁加劲梁悬索桥力学特性分析

孙玉平  
【摘要】:钢—混凝土叠合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型梁,现在它已经被广泛应用到大跨度连续桥梁中。澜沧江大桥是国内首座以叠合梁为加劲梁的大跨度悬索桥,论文以此桥为研究对象,研究悬索桥钢—混凝土叠合梁加劲梁的力学特性。 论文首先简要评述了国内钢—混凝土叠合梁结构的研究现状,然后介绍了大跨度悬索桥的非线性力学特性、静力计算理论和叠合梁的一般计算原理。 论文以通用的大型有限元计算程序ANSYS、桥梁结构非线性系统BNLAS为分析工具,建立澜沧江大桥的空间结构计算模型,模拟其加劲梁在各种实际工况下的结构效应。 通过采用简化了的弹塑性假设、Von.Mises屈服准则和相关的流动准则,并考虑塑性发展,选取以下三种工况:(1)恒载+布置使加劲梁产生最大正弯矩的最不利汽车活载、(2)恒载+布置使加劲梁产生最大负弯矩的最不利汽车活载、(3)恒载+主跨满布人群荷载,详细分析了叠合加劲梁中混凝土桥面板和钢主梁在共同工作时的受力状态;纵向应力沿桥跨方向的分布状态;桥面板截面的纵向应力沿横向的分布规律;车轮荷载作用下的应力分布规律。通过总结以上各种工况下桥面板截面纵向应力沿横向的分布规律,计算出受剪力滞影响的桥面板翼缘的“有效宽度”,并以此找出在按杆系结构建模时,叠合梁单元截面特性如何简化的方法和途径。 通过对澜沧江大桥钢—混凝土叠合梁力学特性的分析,得出一些重要结论,这些结论对实际的钢—混凝土叠合梁加劲梁悬索桥的设计和检算具有一定的参考价值。


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