【摘 要】
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基于嘉华轨道刚构桥为工程背景,对钢-混混合结构桥梁钢-混凝土过渡段的力学性能,设计参数和力传递机理以及钢箱梁吊装时截面应力与加速度的关系进行分析,并结合现场实测数据对结果的可靠性进行验证。主要研究内容如下:选取全桥梁段建立简化的Midas Civil模型,进行六种荷载组合下的应力验算并结合现场实测数据来验证结果的可靠性,分析边跨跨径和钢箱梁长度两个参数对结构受力的影响。研究结果表明:钢箱梁长度和边
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基于嘉华轨道刚构桥为工程背景,对钢-混混合结构桥梁钢-混凝土过渡段的力学性能,设计参数和力传递机理以及钢箱梁吊装时截面应力与加速度的关系进行分析,并结合现场实测数据对结果的可靠性进行验证。主要研究内容如下:选取全桥梁段建立简化的Midas Civil模型,进行六种荷载组合下的应力验算并结合现场实测数据来验证结果的可靠性,分析边跨跨径和钢箱梁长度两个参数对结构受力的影响。研究结果表明:钢箱梁长度和边跨跨径的增大都会使主跨跨中挠度不断减小,且当钢箱梁长度和边跨跨径接近该桥设计值87m和138m时,主墩两侧不平衡的负弯矩最小;在六种不同的荷载组合下跨中截面最大应力为86.5MPa,最大挠度为21.64cm,边跨跨中截面混凝土压应力范围5.65～5.84MPa,与实测数据范围5.33～6.85MPa较为吻合;选取18.7m的钢-混过渡段建立Abaqus模型,研究钢-混过渡段在三种不同荷载组合下的受力特点并结合实测数据分析结果的可靠性。研究结果表明:钢-混过渡段的刚度过渡平顺;针对PBL连接件,顶板处应力比底板处应力大,外侧应力比内侧应力大;钢箱梁顶板的应力在腹板附近存在明显突变,在承压板后部钢箱梁底板应力有较大增幅;钢-混过渡段仿真数据与实测数据误差范围在20%以内,该模型较好的模拟钢-混过渡段实际受力状态。基于有限元理论,推导PBL连接件在单向荷载与双向荷载下的单元刚度矩阵,对塑性条件下的单元刚度矩阵进行简要分析,为有限元单元二次开发提供一些参考。选取87m的钢箱梁建立Abaqus模型,模拟钢箱梁在不同吊装情况下的受力状态并分析钢箱梁截面应力与吊装加速度的关系式,并与实测数据进行了对比分析。研究结果表明:跨中截面底板应力和吊点截面应力与吊装加速度呈现一次线性关系,利用关系式求出匀速状态下理论应力分别为5.72MPa和2.23MPa,跨中截面的顶板应力与吊装加速度呈现出三次非线性关系,匀速状态下理论应力为0.69MPa,以上理论应力皆与实测数据误差范围在20%以内;钢箱梁在采用四根吊索吊装时,钢箱梁吊点位置的拉应力比较小,一旦有一根吊索失效时,吊点截面的拉应力就会急剧增长,增幅达到10倍以上。
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