【摘要】：鋼混組合梁橋?qū)摿汉突炷翗蛎姘鍍煞N性質(zhì)差異較大的材料通過剪力連接件連成一個整體,使得混凝土和鋼材的性能優(yōu)勢互補(bǔ),充分發(fā)揮了鋼材和混凝土各自的長處,因此在現(xiàn)代橋梁中得到越來越廣泛的應(yīng)用。然而混凝土具有隨時間變化而變化的收縮徐變效應(yīng),且內(nèi)外部影響因素甚多,將會對整體鋼混組合結(jié)構(gòu)的安全耐久產(chǎn)生難以預(yù)測的影響。本文以鋼混組合連續(xù)梁橋工程實(shí)例為依托,建立有限元分析模型,研究混凝土收縮徐變效應(yīng)對鋼混組合梁橋長期性能的影響。首先,本文概述了混凝土收縮徐變和鋼混組合梁橋的國內(nèi)外發(fā)展研究現(xiàn)狀,并進(jìn)行了簡析。然后回顧了混凝土收縮徐變產(chǎn)生的機(jī)理及其經(jīng)典計算理論和方法,并比較了幾種經(jīng)典理論的長處和短處。接著選取了鋼混組合連續(xù)箱梁橋工程實(shí)例并運(yùn)用Midas Civil有限元分析軟件建立了其兩層梁單元有限元分析模型。其次,利用有限元模型分析了鋼混組合梁橋?qū)嵗龢蛎姘寤炷潦湛s徐變對混凝土橋面板、鋼箱梁撓度和應(yīng)力的影響。包括全橋撓度和應(yīng)力分布規(guī)律、特征截面上下邊緣位置處的撓度和應(yīng)力隨時間的發(fā)展變化規(guī)律和變化幅度等。分析結(jié)果表明,混凝土收縮徐變對鋼混組合結(jié)構(gòu)的影響較大,在鋼混組合梁橋設(shè)計和施工中須加以重視。最后,對影響混凝土收縮徐變效應(yīng)的三個參數(shù):剪力鍵抗剪剛度、混凝土橋面板理論厚度以及環(huán)境年平均濕度進(jìn)行了分析研究�？偨Y(jié)出了這三個參數(shù)對鋼混組合梁橋長期的撓度和應(yīng)力的影響規(guī)律,為鋼混組合梁橋設(shè)計和施工中對混凝土收縮徐變效應(yīng)影響趨利避害提供一定的參考價值。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U441
【圖文】：

技術(shù)路線圖

鋼混組合橋越來越受歡迎和關(guān)注。但是獨(dú)特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢也伴隨著一些亟待解決的缺陷。鋼混組合橋橋面混凝土的收縮徐變使得鋼梁發(fā)生應(yīng)力重分布就是重點(diǎn)之一。由于混凝土收縮徐變的復(fù)雜性和鋼、混凝土性質(zhì)的較大差異，僅僅依靠理論分析解決不了組合梁中復(fù)雜的應(yīng)力應(yīng)變變化。在理論研究基礎(chǔ)上，需要進(jìn)行工程實(shí)例分析并比較，才能總結(jié)出其中的變化規(guī)律，進(jìn)而為鋼混組合梁設(shè)計施工合理性提供相應(yīng)的建議。故選取一工程實(shí)例鋼混組合梁橋進(jìn)行有限元建模分析。3.1 工程總體概況國道丹東至阿勒泰公路呼瑪至十八站段 K143+380依沙溪河大橋改擴(kuò)建工程，公路等級二級，設(shè)計速度 60km/h，位于線路直線段。其中鋼箱梁橋全長120m，主橋上部結(jié)構(gòu)為（35+50+35）m 三跨鋼-混組合連續(xù)箱梁。主橋組合梁斷面形式為 2.5m 高鋼箱梁+0.25m 等厚度 C50 微膨脹混凝土橋面板，橋面寬10m。橋梁簡化的總體布置圖如圖 3-1 所示，鋼箱梁的截面尺寸圖如圖 3-2 所示。

圖 3-2 鋼梁截面尺寸圖（單位:mm）表 3-1 主要材料參數(shù)表材料名稱 材料型號 容重（kN/m3） 線膨脹系數(shù) 彈性模量 結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土 C50 26 1.0×1053.45×104橋面板鋼材 Q345 77 1.2×1052.06×105鋼箱梁3.2 有限元模型的建立在橋梁工程領(lǐng)域的設(shè)計和研究中，經(jīng)常會遇到非線性的問題�；炷潦湛s徐變會引起應(yīng)力重分布，對于這類問題采用人工手算的方式會極為困難，并且很難得到精確解，因此有限元方法走進(jìn)了設(shè)計和研究工作者的視野，應(yīng)用越來越廣泛。很多情況下，關(guān)于此類非線性問題，都會在允許的誤差范圍內(nèi)，對實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度的簡化并建立有限元分析模型。隨著計算機(jī)技術(shù)和有限元理論模型的快速發(fā)展，多種有限元分析軟件已經(jīng)走進(jìn)工程設(shè)計和科學(xué)研究的視野，并在該領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。不僅提高了工程計算精度，也簡化了設(shè)計研究程序。本文采用橋梁設(shè)計領(lǐng)域常用的

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本文編號：2783340