【摘要】：本文以組合梁斜拉橋——赤壁長江大橋為工程背景,采用Midas、ANSYS等有限元工具,建立由構件到節(jié)段,由節(jié)段到整橋的分析模型,揭示了組合梁橋面板主梁的空間受力機理,提供了組合梁斜拉橋主梁的優(yōu)化設計和簡化計算方法。具體而言,本文的工作開展過程如下:(1)對歐洲規(guī)范4中的標準推出試驗進行有限元模擬,研究剪力釘?shù)耐瞥鲎饔脵C理,對比有限元結果與我國規(guī)范中關于剪力釘抗剪承載力和抗剪剛度規(guī)定計算結果的差別,探討以抗剪彈簧模擬剪力釘實體的適用性。(2)采用經(jīng)過驗算的剪力釘抗剪剛度建立有限元模型對本例中的斜拉橋主梁節(jié)段展開分析。在溫差效應和雙索作用下,對比分別采用精細實體模型和簡化板殼模型模擬橋面板時,二者的橋面板應力結果。建立基于能量原理的主梁連接件設計方法。(3)采用板殼單元建立整橋模型以研究成橋恒載下橋面板的空間受力情況,研究主梁縱橋向有效寬度系數(shù)變化情況。建立基于橋面板軸向應力的有效寬度系數(shù)預測方法。研究結果如下:(1)在推出過程的模擬中,用彈簧單元代替剪力釘實體,得到的剪力釘剪力和位移結果接近,相差小于25%。(2)在本橋,采用應變能方法設計組合梁連接件,使組合結構的總應變能不超過其“理想最小值”的105%,且連接件應變能不超過總應變能的3%時,認為連接件設計滿足要求。(3)采用簡化板殼模型代替精細實體模型,計算得到的橋面板應力結果接近,相關系數(shù)達0.7以上。(4)除跨中、輔助墩及邊墩范圍之外,橋面板的有效寬度系數(shù)在0.7以上;跨中區(qū)域橋面板有效寬度系數(shù)在0.3～0.7之間波動;在輔助墩和邊墩處有效寬度系數(shù)分別降到0.55和0.1。橋面板布置縱向預應力能提高該處有效寬度系數(shù)。(5)基于橋面板軸向應力的有效寬度系數(shù)預測方法能在只建立梁格模型的情況下估計組合梁斜拉橋橋面板的有效寬度系數(shù)范圍,與板殼模型的精確結果相差小于0.05。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U448.27

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本文編號：2605390