铁路钢混刚构-连续梁桥钢-混结合段静力行为及模型试验方案设计研究

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混合梁技术自从首次出现以来,因其独特的技术及经济优势在现代桥式中脱颖而出,并开始逐步被用于我国铁路桥梁的建设上。对于中大跨径铁路桥而言,梁式桥仍是主流桥型,而目前仍少有对铁路混合梁梁式桥的应用。新建杭温铁路永嘉右行线跨甬台温特大桥(以下简称“杭温特大桥”)主跨216m,设计时速为160km/h,是我国目前首次在铁路上运用混合梁技术的刚构-连续梁桥。其钢-混结合段采用有格室后承压板形式,为主梁的关键构造部位,是杭温特大桥科研项目的重点。本文以杭温特大桥为工程背景,针对其钢-混结合段进行静力行为分析,并拟定模型试验方案,主要研究内容及成果如下:(1)通过有限元计算钢-混结合段在选取工况下的力学行为,结果表明:钢-混结合段在各最不利工况基本处于受压状态,且应力水平较低;结构传力顺畅,路径明确;钢-混结合段刚度变化平顺,变形均匀且连续。(2)根据参数分析结果,对于大跨度连续刚构桥钢-混结合段,建议承压板的设计厚度在40~60mm之间,钢梁埋入段长度应达到2m,不建议仅通过提高剪力连接件刚度改善结合段传力效率,钢梁顶底板厚度建议取20~24mm,剪力钉的失效会增加承压板和后排剪力钉的受力,设计时应保证其安全性。(3)为验证对杭温特大桥钢-混结合段的的理论分析结果,设计了3:10的缩尺模型;通过有限元计算分析了静载试验模型的受力情况,对比试验模型与原桥节段模型的应力水平和分布规律可知,二者基本等效。
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