变截面钢—混凝土组合连续梁桥受力特性分析

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近年来,钢-混凝土组合结构在工程中得到广泛应用,但人们对组合结构的一些问题的研究还不够深入,比如收缩徐变问题。收缩徐变使组合结构产生内力及应力重分布,影响结构的承载能力;对于钢-混凝土组合连续梁桥,支座区域较大的负弯矩容易使桥面板拉应力过大产生开裂的现象等。本文以赞比亚奇阿瓦40m+60m+40m钢-混凝土组合连续梁桥为工程背景,借助Midas/Civil有限元分析程序对该桥进行分析,针对徐变对组合梁产生的内力及应力重分布,温度作用效应,负弯矩下混凝土桥面板裂缝宽度,以及减小负弯矩区段桥面板拉应力的施工方法这几个方面进行分析。具体工作如下:1、分析桥面板混凝土徐变对组合梁的内力及应力重分布作用,分析了加载龄期和相对湿度对徐变效应的影响,混凝土收缩对徐变效应的影响。温度作用对组合梁桥内力的影响,得出温度应力主要由混凝土和钢梁之间的温差产生。同时分析了温差作用下,当桥面板厚度及弹性模量比变化时,组合梁应力变化规律。2、对负弯矩作用下桥面板的承载力及裂缝宽度进行了计算,结果表明均满足规范要求。计算了不同荷载工况下桥面板裂缝宽度,得出影响负弯矩下桥面板裂缝宽度的最不利荷载。分析了相对湿度,组合梁的截面高度比以及桥面板的配筋率三种因素对桥面板裂缝宽度的影响。3、针对连续组合梁桥负弯矩区桥面板承受较大拉应力的问题,对比分析了桥面板分区段浇筑和一次性浇筑两种施工方法对成桥后组合梁应力的影响,结果表明采用分区段浇筑混凝土桥面板能够有效降低负弯矩区混凝土桥面板拉应力,提高了桥面板的抗裂性能。4、研究支点位移法在连续组合梁桥施工中的应用,对比分析了采用和未采用支点位移法成桥时组合梁应力,结果表明采用支点位移能使负弯矩区桥面板混凝土形成一定的压应力储备。增加支点升降量使桥面板预压应力增大同时改善支座处钢梁下缘的受压,但同时徐变的卸载作用也呈线性增长。对比分析了同时顶升中支点和按照先后顺序顶升中支点两种方案,结果表明后者对负弯矩区的预压效果更为明显。
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