斜拉-连续协作体系桥过渡段结构形式研究

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斜拉-连续协作桥型比纯斜拉桥具有一定的优势,但是,该桥型也存在着斜拉跨主梁与连续跨主梁如何合理过渡的难题,这主要是因为斜拉跨主梁通常以π型梁为最优,而连续梁以大箱梁为最佳,两者在断面上难以有效的过渡,若斜拉跨主梁亦采用与连续梁完全一致的大箱梁,则又增大了斜拉跨悬臂施工的难度。正因为如此,该桥型在全面推广应用上遇到了一定的障碍,尽管国内已建成十余座该类型的桥梁,但此难题仍有研究的意义。本文以一座典型的斜拉-连续协作体系桥梁—丰城剑邑大桥为工程背景,分析研究了斜拉—连续体系桥梁过渡段的结构形式。论文首先对典型斜拉—连续协作体系桥主梁过渡段结构典型形式进行对比分析。接着,采用Midas/Civil有限元专业软件建立全桥有限元模型,对全桥与局部过渡段进行验算分析;然后,采用Ansys三维有限元软件建立了原结构局部过渡段实体单元计算模型。最后,通过调整原设计结构中的横隔板高度、横隔板厚度、横隔板间距和采用非渐变过渡段形式分别建立Ansys有限元模型,对比分析过渡段局部位移和应力状况,为斜拉-连续协作体系过渡段结构的合理设计提供有益参考。本文主要的研究结论有以下几个方面:(1)通过Midas/Civil对丰城剑邑大桥全桥进行结构验算,结构最大位移13.9cm,满足规范要求,拉索极限破断索力比值小于0.4,拉索满足设计要求,容许压应力16.4MPa,满足结构正应力计算。(2)横隔板距梁底10cm时,对原结构各向位移影响较为明显,对斜拉侧横截面顶板正应力影响也最大,而横隔板高度变化对箱梁侧顶板正应力影响不显著;横隔板厚度为50cm时,对原结构竖向扭转位移和竖向位移影响较为明显,对斜拉侧顶板正应力影响也最大;斜拉侧横隔板间距加密时,对原结构位移影响较为明显,在相应梁侧调整横隔板对其界面正应力影响较为明显。(3)通过采用非渐变过渡形式,对原结构各项位移均有明显降低。但结构在应力过渡上不够平顺,容易产生应力集中现象。
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