【摘要】：自錨式懸索橋近年來(lái)發(fā)展很快,橋型也日益多樣化,過(guò)去建造的自錨式懸索橋主梁大多采用鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu),現(xiàn)在鋼—砼結(jié)合梁作為一種新的橋梁結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)被運(yùn)用于自錨式懸索橋中。鋼—砼結(jié)合梁獨(dú)特的受力性能與結(jié)合梁自錨式懸索橋建設(shè)的不斷增加,使得對(duì)其主纜力在錨固區(qū)內(nèi)的傳遞機(jī)理研究愈加受到重視。本文結(jié)合銀川濱河黃河大橋,對(duì)結(jié)合梁自錨式懸索橋進(jìn)行了研究,具體研究?jī)?nèi)容與取得成果如下:(1)基于實(shí)橋?qū)χ髁焊魑恢脩?yīng)力應(yīng)變進(jìn)行測(cè)試,分析主梁內(nèi)力分布規(guī)律,根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)分別建立了全橋桿系有限元模型和主纜錨固區(qū)局部精細(xì)有限元模型,根據(jù)以往研究成果對(duì)主梁不同材料的連接進(jìn)行模擬,并將計(jì)算結(jié)果與測(cè)試進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了計(jì)算模型的正確性;(2)根據(jù)有限元分析結(jié)果,對(duì)主纜錨固區(qū)的應(yīng)力分布規(guī)律、剪力釘滑移情況和各構(gòu)件軸力分擔(dān)比例進(jìn)行了分析,得出了主纜力在錨固區(qū)內(nèi)的傳遞路徑;在此基礎(chǔ)上分析了主梁在多倍荷載下的受力性能,對(duì)主纜錨固區(qū)的承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行探究,得出了錨固區(qū)極限狀態(tài)下的破壞形式;(3)基于對(duì)主纜力傳力途徑及承載力極限狀態(tài)的分析,提出不同參數(shù)的主纜錨固區(qū)設(shè)計(jì)方案,比較不同設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)錨固力傳遞機(jī)理與錨固區(qū)受力性能的影響,對(duì)結(jié)合梁自錨式懸索橋主纜錨固區(qū)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討。分析結(jié)果表明:主梁在承受主纜錨固力后發(fā)生縱向壓縮與面外彎曲,錨碇通過(guò)與主梁錨固加強(qiáng)部腹板的焊縫將主纜縱向力傳遞至腹板與頂板;頂板上的軸力以45°角向內(nèi)擴(kuò)散,一部分由縱梁腹板上方剪力釘傳遞到混凝土橋面板中,剩余部分通過(guò)剪力傳遞至縱梁腹板;在橫梁作用下軸力由兩側(cè)擴(kuò)散至中間,截面形成均勻整體受力,距梁端線20米處傳力過(guò)程結(jié)束。在極限荷載下混凝土橋面板在端橫梁上方發(fā)生拉裂,縱梁斜腹板與外腹板合攏的位置發(fā)生壓裂,導(dǎo)致內(nèi)部剪力釘失效發(fā)生破壞。降低端橫梁寬度并加密普通橫梁可以優(yōu)化主纜力傳遞,橫梁上剪力釘作用較小,可以采用集束布置以便施工。
[Abstract]:The self-anchored suspension bridge has developed rapidly in recent years, and the bridge type is also becoming more and more diversified. The self-anchored suspension bridge with self-anchored suspension bridge has been constructed by steel structure or concrete structure, and now the steel-anchored suspension bridge has been used as a new bridge structure in the self-anchored suspension bridge. The unique mechanical performance of the combined beam and the continuous increase of the self-anchored suspension bridge of the combined beam are more and more important to the study of the transmission mechanism of the main cable force in the anchorage zone. Combined with Yinchuan Binhe River Bridge, this paper studies the self-anchored suspension bridge of the combined beam, and the concrete research contents and achievements are as follows: (1) The stress and strain of the main beam are tested based on the real bridge, and the distribution law of the internal force of the main beam is analyzed. According to the actual structure, the finite element model of the full-bridge rod system and the local fine finite element model of the main cable anchorage zone are respectively established, and the connection of different materials of the main beam is simulated according to the previous research results, and the calculation result is compared with the test, and the correctness of the calculation model is verified; and (2) according to the finite element analysis result, the stress distribution law of the anchor zone of the main cable, the sliding condition of the shear nail and the proportion of the axial force of each component are analyzed, the transmission path of the main cable force in the anchoring region is obtained, the stress performance of the main beam under the multiple loads is analyzed, The limit state of the bearing capacity of the main cable anchorage zone is explored, and the damage form in the limit state of the anchorage zone is obtained; and (3) the design scheme of the main cable anchorage zone with different parameters is proposed based on the analysis of the force transmission route of the main cable and the limit state of the bearing capacity, The influence of different design parameters on the anchorage force transmission mechanism and the stress performance of the anchorage zone is compared, and the design method of the main cable anchorage zone of the combined beam self-anchored suspension bridge is discussed. The analysis results show that after the main beam is subjected to the anchoring force of the main cable, the longitudinal compression and the external bending of the surface of the main beam are caused, the longitudinal force of the main cable is transmitted to the web and the top plate by the weld of the web of the reinforced part of the main beam, and the axial force on the top plate is spread inward at an angle of 45 degrees, A part is transmitted to the concrete bridge deck by a shear nail above the longitudinal beam web, and the rest part is transmitted to the longitudinal beam web through the shearing force; the axial force is spread to the middle by the two sides under the action of the cross beam, the section forms a uniform whole force, and the force transfer process at the distance of 20 meters from the end of the beam is finished. Under the limit load, the concrete bridge deck is cracked at the upper part of the end cross beam, and the position where the oblique web of the longitudinal beam and the outer web are closed is broken, leading to the failure of the internal shear nail. The width of the end cross beam is reduced and the common cross beam can be used for optimizing the transmission of the main cable force, the action of the shear nail on the cross beam is small, and a cluster arrangement can be adopted for construction.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U448.25

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本文編號(hào)：2439598