自錨式懸索橋鋼混組合橋塔塔梁固結(jié)區(qū)應(yīng)力分析.pdf

1、橋塔是自錨式懸索橋的關(guān)鍵傳力構(gòu)件，恒載和活載效應(yīng)通過主纜傳遞到塔頂鞍座，對(duì)橋塔產(chǎn)生巨大的壓彎效應(yīng)，而以鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)相互作用、結(jié)為整體的鋼—混組合塔梁固結(jié)區(qū)更是橋梁傳力體系的關(guān)鍵部位。
　　自錨式懸索橋的塔梁固結(jié)區(qū)節(jié)段受力性能的探討一直以來受到橋梁界的矚目。由于固結(jié)區(qū)一般構(gòu)造復(fù)雜、傳力途徑多且缺乏規(guī)范條文依據(jù)，為可靠地把握固結(jié)區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的安全性和合理性，本文根據(jù)遼寧省沈陽市渾河高坎景觀橋—鋼混組合橋塔自錨式懸索橋的

2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，詳細(xì)介紹了鋼混組合結(jié)構(gòu)的基本性能和鋼混組合橋塔自錨式懸索橋塔梁固結(jié)區(qū)的構(gòu)造和受力情況。常用的局部分析方法子模型技術(shù)是在原有整體模型和分析結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，這意味著必須建立全橋的有限元模型，而在具體的橋梁工程實(shí)踐中，這往往會(huì)面臨兩個(gè)問題:一、對(duì)于復(fù)雜橋型，建立橋梁模型困難，耗時(shí)長(zhǎng);二、不能夠精準(zhǔn)的模擬出混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力損失等問題。所以選用一種折中的方法:即采用專業(yè)的橋梁分析軟件(如Midas/Civil)建立橋梁整體模型

3、，得到局部模型的邊界條件并施加到由大型通用有限元軟件(如Midas/FEA)建立的局部模型上，最后分析求解。介于此本篇文章通過橋梁結(jié)構(gòu)專用軟件Midas/Civil進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的整體分析，采用有限單元法對(duì)該橋進(jìn)行有限元離散，主梁采用彈性梁?jiǎn)卧M，橋塔采用重合梁?jiǎn)卧獊砟M，通過共節(jié)點(diǎn)來考慮鋼箱與混凝土之間的耦合作用，主纜和吊索采用索單元模擬，建立了橋梁空間力學(xué)計(jì)算的有限元模型;再通過空間有限元分析軟件Midas/FEA，根據(jù)圣維南原理，

4、模擬該懸索橋橋塔梁固結(jié)區(qū)，分析其空間受力情況。
　　在參閱了國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)及實(shí)橋資料的分析，明確了鋼混組合橋塔自錨式懸索橋塔梁固結(jié)區(qū)在三種典型工況（即恒載、恒載+活載、恒載+半跨活載）的受力情況。對(duì)于塔梁節(jié)點(diǎn)固結(jié)體系的自錨式懸索橋，鋼箱部分的最大應(yīng)力出現(xiàn)在索塔與鋼箱交界面處的索塔外側(cè)區(qū)域，索塔鋼殼最大應(yīng)力出現(xiàn)在鋼箱和鋼殼的連接區(qū)域，并且在索塔外側(cè)的中央腹板位置處最大，應(yīng)力值分別為91.83MPa、163.4MPa和204.1MPa

5、，雖然這些值均滿足規(guī)范要求，但是這些區(qū)域都存在一定的應(yīng)力集中，其它區(qū)域的應(yīng)力分布比較均勻。塔內(nèi)的混凝土大部分處于受壓狀態(tài)，壓應(yīng)力分布均勻?yàn)?.3～20.0MPa，滿足規(guī)范要求，但是索塔與鋼箱固結(jié)連接界而的部分區(qū)域的混凝土有較大的主拉應(yīng)力出現(xiàn)，應(yīng)力集中區(qū)域最大主拉應(yīng)力分別為2.8MPa，3.5MPa，4.4MPa，已經(jīng)超過了規(guī)范值。最后通過與鋼筋混凝土橋塔受力分析比較得出組合結(jié)構(gòu)體系的承載能力比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提高了將近60％。本篇文章的計(jì)