有格室前后承壓板式鋼混結合段靜力行為研究.pdf

1、隨著我國高速鐵路建設步入快速發(fā)展時期，迫切需要建設跨越超寬水道的大跨鐵路橋梁，混合主梁大跨度斜拉橋以其優(yōu)良的剛度質量分布成為優(yōu)選橋式。對于混合主梁斜拉橋，主梁接頭為滿足巨大內力的傳遞和高速列車對橋梁變形的苛刻要求，有格室前后承壓板式鋼混結合段成為首選。然而，有格室前后承壓板式鋼混結合段構造形式復雜，材料特性差異顯著，設計研究人員對其力學行為認識尚不甚明確;尤其是核心混凝土在收縮徐變和非均勻溫度場作用下非協調變形，導致的鋼板構造與混凝土間

2、次生彈性變形而引起次內力或者說內力重分布。這些因素都導致主梁鋼混結合段應力分布和傳力機理等結構行為高度復雜而需要對其進行系統(tǒng)、專門的研究。
　　對有格室前后承壓板鋼混結合段研究文獻缺乏，對其他形式鋼混結合段的研究，也多限于對特定斜拉橋鋼混結合段承載力開展的驗證性試驗，缺乏對應力分布和受力機理的系統(tǒng)研究，更缺少對其在核心混凝土收縮徐變及溫度場作用下力學行為的研究。鑒于上述情況，本文基于甬江橋特大橋鋼混結合段，研究有格室前后承壓板式鋼

3、混結合段在荷載、收縮、徐變及溫度場作用下的應力分布、傳力機理、變形特性、承載能力等靜力行為。研究內容可促進鐵路混合梁斜拉橋的應用，為鋼混結合段的設計、施工及養(yǎng)護提供指導。主要內容如下:
　　1、對甬江特大橋有格室前后承壓板式鋼混結合段的試驗方案進行研究。論述模型試驗的技術路線、設計理論、設計方案、加載方案、模型材料性能測試、測點布置、設計誤差分析等。尤其針對于縮尺模型中小規(guī)格剪力連接件的設計問題，建立小規(guī)格剪力連接件推出試驗的精細

4、化有限元模型，計算它們的承載能力和抗剪剛度，并繪制荷載-滑移曲線。根據常規(guī)剪力連接件與小規(guī)格剪力連接件面積、承載能力、抗剪剛度的對比，提出了縮尺模型試驗中剪力連接件的相似設計方法。
　　2、通過有限元計算和模型測試結果研究有格室前后承壓板式鋼混結合段的縱橋向正應力分布、剪力滯效應、承載能力、傳力機理和變形狀況等;同時驗證非線性局部有限元模型的正確性，為下文進一步采用有限元分析各種鋼混結合段的受力性能奠定了基礎。
　　3、根據

5、試驗相關結論提出鋼混結合段軸力傳遞指標和鋼混結合段軸壓作用的簡化模型;并進一步分析有格室前后承壓板式鋼混結合段長度、后承壓板厚度、鋼格室高度及剪力連接件剛度等參數變化對軸力傳力性能的影響。
　　4、分別建立有格室前承壓板式鋼混結合段、有格室后承壓板式鋼混結合段和有格室前后承壓板式鋼混結合段的非線性局部有限元模型，計算三者在剪彎作用和壓彎作用下的應力分布、剪力連接件剪力、變形狀況、傳力機理和承載能力。
　　5、根據收縮、徐變作

6、用的預測模型和彈性徐變理論，推導考慮空間徐變效應的混凝土本構關系，并采用Fortran語言對ANSYS有限元軟件的材料模型進行二次開發(fā);分析研究了收縮、徐變作用對有格室前后承壓板式鋼混結合段受力、變形及傳力性能的影響。
　　6、歸納總結了溫度場和熱應力的計算理論，根據原橋的實測數據、氣象資料建立了鋼混結合段的溫度計算模型，計算了瞬時溫度場;并將最不利的溫度場施加于鋼混結合段計算了在溫度單獨作用、恒載與溫度共同作用下的應力;分析了溫