本文關(guān)鍵詞：斜拉橋鋼拱塔—砼墩結(jié)合段受力分析及設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化研究　出處：《長安大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 雙拱塔斜拉橋 參數(shù)優(yōu)化 PBL剪力鍵 有限元模擬 承載能力

【摘要】：雙拱塔異型斜拉橋結(jié)構(gòu)獨(dú)特,其空間及受力性能有異于常規(guī)斜拉橋,特別是鋼拱塔-混凝土墩結(jié)構(gòu)在斜拉橋上的應(yīng)用加大了其復(fù)雜程度,該部位是塔身到基礎(chǔ)整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度突變點(diǎn),此處往往是結(jié)構(gòu)受力的薄弱點(diǎn);目前對該結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位-剪力鍵的研究偏少,其受力機(jī)理尚不明確、計(jì)算理論尚未成熟;剪力鍵形式不同對應(yīng)的承載能力計(jì)算公式各異,不利于生產(chǎn)應(yīng)用。本文依托西安雙拱塔異型斜拉橋,運(yùn)用有限元分析軟件,對該橋鋼拱塔-砼墩結(jié)合段剪力鍵變設(shè)計(jì)參數(shù)下受力計(jì)算,并對結(jié)合段剪力鍵設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;借鑒相關(guān)模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)對剪力鍵承載能力公式展開研究,探索合理統(tǒng)一的剪力鍵承載能力計(jì)算公式。首先論述鋼塔結(jié)合段發(fā)展、應(yīng)用概況及研究背景,描述其連接形式、實(shí)例布置,并以此為基礎(chǔ)提出結(jié)合段存在的問題,對結(jié)合段最重要的構(gòu)件-剪力鍵進(jìn)行探討,剪力鍵的運(yùn)用使得彈性模量差別較大的鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)形成統(tǒng)一整體、協(xié)同作用,防止兩者界面間出現(xiàn)水平相互滑移和分離。其次運(yùn)用有限元軟件對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算,在最不利受力組合基礎(chǔ)上對結(jié)合段獨(dú)立進(jìn)行局部受力分析,逐一改變混凝土強(qiáng)度等級、塔內(nèi)混凝土高度和鋼板厚度、鋼板開孔孔徑及間距五個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù),分析各變參數(shù)下局部受力,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后,借鑒相關(guān)模型試驗(yàn)數(shù)據(jù),運(yùn)用有限元對結(jié)合段重要構(gòu)件PBL和焊釘剪力鍵模型進(jìn)行材料非線性分析,得出各自極限承載力,綜合模型試驗(yàn)、有限元模擬兩種分析結(jié)果對剪力構(gòu)件的承載力公式進(jìn)行整合修正,調(diào)整修正系數(shù),推出物理意義明確的承載力統(tǒng)一計(jì)算公式,為剪力鍵的設(shè)計(jì)安全提供理論參考。
[Abstract]:The special structure of double-arch tower cable-stayed bridge is unique, and its space and mechanical performance are different from that of conventional cable-stayed bridge, especially the application of steel arch tower and concrete pier structure in cable-stayed bridge has increased its complexity. This part is the abrupt point of stiffness of the whole structure from the tower to the foundation, which is often the weakness of the structural force. At present, the research on the key part of the structure, the shear bond, is less, the mechanism of the stress is not clear, and the calculation theory is not mature. The calculation formulas of the bearing capacity of different shear bond forms are different, which is not conducive to the application of production. This paper relies on Xi'an double-arch tower special-shaped cable-stayed bridge, using finite element analysis software. Under the shear bond variable design parameters of the steel arch tower and concrete pier of the bridge, the design parameters of the combined shear key are optimized. Based on the relevant model test data, this paper studies the formula of shear bond bearing capacity, and explores a reasonable and unified calculation formula of shear key bearing capacity. Firstly, the development, application and research background of steel tower joint section are discussed. The paper describes its connection form, case arrangement, and puts forward the problems existing in the joint segment on the basis of it, and probes into the most important component of the joint section, the shear key. The application of shear bond makes the steel structure and concrete structure with different elastic modulus form a unified whole and cooperate with each other. To prevent horizontal slip and separation between the two interfaces. Secondly, the finite element software is used to check the overall structure of the bridge structure, and on the basis of the most unfavorable combination of forces, the local force analysis of the joint section is carried out independently. Changing the strength grade of concrete one by one, the height of concrete in tower and thickness of steel plate, the hole aperture and spacing of steel plate are changed one by one, the local force under each variable parameter is analyzed, and the structural design is optimized. Based on the relevant model test data, the material nonlinear analysis of PBL and welded nail shear bond model is carried out by using finite element method, and the ultimate bearing capacity of each member is obtained, and the comprehensive model test is carried out. The two results of finite element simulation can integrate and modify the formula of bearing capacity of shear members, adjust the correction coefficient, and deduce the unified calculation formula of bearing capacity with clear physical meaning. It provides a theoretical reference for the design safety of shear key.
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U448.27

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本文編號：1375468