钢—预应力砼混合连续梁桥钢混结合段传力特征研究

• 作 者: 杜阳
• 出 处: 武汉理工大学
• 发表日期: 2011年01期
• 关键词: 钢-预应力混凝土组合连续梁桥 空间有限元 连接件 钢-混凝土接头 局部分析 应力分布

钢-预应力混凝土混合连续梁桥是一种受力合理、性能优良、施工迅捷而又经济的新型组合结构。它采用边跨砼箱梁,跨中钢箱梁的设计特点在国内外广泛的应用和发展,而钢-预应力砼混合连续梁桥中的钢混结合部作为其最关键的构造,它要求把钢梁和混凝土梁连接成共同受力的连续的结构体系,以便顺畅的传递各种载荷。目前,对于钢-预应力砼混合连续梁桥中的钢混结合部的研究还不充分,理论体系还不完善,这大大影响了这种性能优良的结构体系的工程应用。本文基于国内外最新的研究成果,借鉴国内外研究技术资料,以G318国道长桥大桥的工程背景的基础上,对钢-预应力砼混合连续箱梁桥钢混结合段进行了相关研究,其主要研究内容如下：首先总结了结构建模的空间有限元的相关理论,然后对钢与混凝土的连接现状进行了相关分析,重点对焊钉与PDL开孔板这两种最常用的剪力连接件进行了相关研究,分别介绍了国内外关于焊钉与PDL开孔板的力学性能和承载力计算公式,并简要的分析了他们各自的破坏形式。其次,以浙江省长兴县境内的G318国道上的长桥大桥工程为背景,分析了其钢混结合部分的构造情况,然后根据其实际具体构造,利用有限元分析的方法,分别对其钢混结合部分的传递弯矩,轴力,剪力等荷载的状况进行了研究,探索了其钢混结合段的相关的传力机理,分析表明此钢混结合部传力性能良好,能够平顺的传递荷载。最后,针对长桥大桥的钢混结合部的受力复杂的特点,采用空间有限元的分析方法,建立了此桥的钢混结合段的局部有限元模型,并在相关荷载工况的状况下进行分析计算。根据计算结果,分析了其应力分布情况,根据分析结果表明钢混结合部分存在少数应力超过允许值,但是高应力集中于极小的区域,而结构整体上则处于较小较平均的应力状态下,对整个桥梁以及钢混结合段的整体使用性能安全影响很小。