自錨式懸索橋鋼混組合橋塔塔梁固結區(qū)應力分析.pdf

1、橋塔是自錨式懸索橋的關鍵傳力構件，恒載和活載效應通過主纜傳遞到塔頂鞍座，對橋塔產生巨大的壓彎效應，而以鋼結構和混凝土結構相互作用、結為整體的鋼—混組合塔梁固結區(qū)更是橋梁傳力體系的關鍵部位。
　　自錨式懸索橋的塔梁固結區(qū)節(jié)段受力性能的探討一直以來受到橋梁界的矚目。由于固結區(qū)一般構造復雜、傳力途徑多且缺乏規(guī)范條文依據，為可靠地把握固結區(qū)的應力狀態(tài)，驗證設計的安全性和合理性，本文根據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、結構特點，詳細介紹了鋼混組合結構的基本性能和鋼混組合橋塔自錨式懸索橋塔梁固結區(qū)的構造和受力情況。常用的局部分析方法子模型技術是在原有整體模型和分析結果的基礎上進行的，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踐中，這往往會面臨兩個問題:一、對于復雜橋型，建立橋梁模型困難，耗時長;二、不能夠精準的模擬出混凝土收縮徐變、預應力損失等問題。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構專用軟件Midas/Civil進行橋梁結構的整體分析，采用有限單元法對該橋進行有限元離散，主梁采用彈性梁單元模擬，橋塔采用重合梁單元來模擬，通過共節(jié)點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計算的有限元模型;再通過空間有限元分析軟件Midas/FEA，根據圣維南原理，

4、模擬該懸索橋橋塔梁固結區(qū)，分析其空間受力情況。
　　在參閱了國內外有關文獻及實橋資料的分析，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。對于塔梁節(jié)點固結體系的自錨式懸索橋，鋼箱部分的最大應力出現在索塔與鋼箱交界面處的索塔外側區(qū)域，索塔鋼殼最大應力出現在鋼箱和鋼殼的連接區(qū)域，并且在索塔外側的中央腹板位置處最大，應力值分別為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)域都存在一定的應力集中，其它區(qū)域的應力分布比較均勻。塔內的混凝土大部分處于受壓狀態(tài)，壓應力分布均勻為1.3～20.0MPa，滿足規(guī)范要求，但是索塔與鋼箱固結連接界而的部分區(qū)域的混凝土有較大的主拉應力出現，應力集中區(qū)域最大主拉應力分別為2.8MPa，3.5MPa，4.4MPa，已經超過了規(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構體系的承載能力比鋼筋混凝土結構提高了將近60％。本篇文章的計