索梁锚固区力学性能数值模拟与模型试验关键问题研究

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随着我国桥梁事业的快速发展,我国的大跨度斜拉桥数量已高居世界首位,具统计,全世界建成的钢斜拉桥中,跨径排前十的有7座是我国建设的。桥梁作为交通工程的重要组成部分,一旦发生破坏,将造成不可估量的经济损失。并有可能造成人员伤亡和车辆损坏灾难。斜拉桥中的索梁锚固区在钢斜拉桥是桥梁安全的关键部位。锚拉板式索梁锚固区以传力路径明确,焊接方便,换索便捷,在实际桥梁中应用越来越广泛。由于锚拉板上的应力分布较为复杂,存在应力集中现象,锚拉板的结构设计现在还没有成熟的理论基础,所以很有必要对锚拉板式索梁锚固区的应力分布及索力对应力与变形的影响做一些研究。本文采用通用有限元软件ABAQUS对锚拉板式索梁区模型试验进行分析,主要做以下几个方面的研究工作:  (1)总结了几种钢斜拉桥索梁锚固区国内外的研究现状及分析方法,重点讨论了锚拉板式索梁锚固区的优点及研究的不足。  (2)对锚拉板式索梁锚固区的应力分布进行了研究,找出应力集中出现的位置。结果表明,绝大部分区域的应力是在安全范围之内的,当索力增加到正常使用极限状态下的组合值时,在锚拉板与锚筒上焊缝的根部出现了塑性区域,但之后到1.7倍的正常使用极限状态下组合值,塑性区域扩散较小,周围应力随之变化规律。  (3)针对本文中的有限元模型,研究了实际试验过程中的几种加载装置对索梁锚固区的应力影响,重点分析了锚拉板的应力变化。结果表明,在模型前端约束水平向位移,顶板两端约束竖向位移,对锚拉板应力变化影响最小,为最为合理的加载方案。  (4)研究随着索力的增加,索梁锚固区各部分应力与位移变化规律。找出结构中最不利部位。研究锚拉板式索梁锚固区应力及应变的分布规律。对索梁锚固区的安全作出一定的评价。
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