【摘 要】
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梁拱组合体系桥梁结合了拱和梁的特点,竖向刚度大,对地质条件要求低,同时跨越能力强且造型美观,在桥梁建设中尤其是在城市桥梁中应用广泛。钢-混组合梁结合了两种材料的优势,而且便于施工,目前在桥梁建设中得到大力推广。本文以一座跨径35m+100m+150m+100m+35m的五跨连续中承式钢-混组合梁钢拱桥为工程背景,基于有限元分析软件Midas/Civil建立全桥的全过程仿真计算有限元模型,研究了钢-
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梁拱组合体系桥梁结合了拱和梁的特点,竖向刚度大,对地质条件要求低,同时跨越能力强且造型美观,在桥梁建设中尤其是在城市桥梁中应用广泛。钢-混组合梁结合了两种材料的优势,而且便于施工,目前在桥梁建设中得到大力推广。本文以一座跨径35m+100m+150m+100m+35m的五跨连续中承式钢-混组合梁钢拱桥为工程背景,基于有限元分析软件Midas/Civil建立全桥的全过程仿真计算有限元模型,研究了钢-混组合截面的建模方法,研究了考虑吊杆张拉顺序的吊杆张拉力计算方法,研究确定了吊杆、系杆以及桥面板的合理张拉/安装工序,实现了桥梁的理论成桥状态,保证桥梁施工的安全,并使施工过程中的结构受力更加合理。本文的主要工作如下:1、对钢-混组合截面采用3种方法建立模型,通过综合比较不同建模方法的优缺点并对比了内力和变形的计算结果,指出采用截面换算的建模方法虽有计算速度快的优势,但不易模拟桥面板施工,且无法计算桥面板的内力分布。而用板单元模拟桥面板,建立板-梁组合单元,最能反映桥面板的实际内力和变形。2、考虑吊杆间的相互影响,在影响矩阵中引入吊杆张拉顺序,推导了在任意吊杆张拉顺序下,采用影响矩阵法直接求解施工中吊杆张拉力的简化公式,并结合实际工程中吊杆张拉力的计算,介绍了简化公式的运用。3、对不同吊杆张拉工序进行计算分析,通过对比吊杆张拉力、吊杆力、结构应力和变形,并综合考虑安全、适用、施工便捷原则,最终确定了合理的吊杆张拉工序。另外考虑墩底水平反力以及桥面板的受力情况,对原系杆张拉工序进行调整,确保桥梁施工中结构变形平缓,受力合理。4、通过模拟计算2种桥面板安装方式和5种桥面板安装顺序,分析对比了相关截面内力、变形及墩底水平反力的变化情况,指出桥面板和湿接缝同时施工的施工方法会使成桥后桥面板拉应力过大;采取从拱脚中心向两边同步安装桥面板的顺序可以显著降低墩底的水平反力。
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