特大跨連續(xù)剛構(gòu)橋剛混接頭有限元分析.pdf

1、近年來，隨著大跨度橋梁的快速發(fā)展，為了盡可能充分發(fā)揮各種材料自身的優(yōu)點(diǎn)，提高結(jié)構(gòu)抵抗荷載的綜合能力，確保達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的效果，在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中，鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的使用逐漸成為一種趨勢。
　　 在大跨度橋梁工程中，鋼箱梁與混凝土箱梁的結(jié)合部位采用鋼-混凝土接頭，在以往的工程實(shí)際中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，尤其在斜拉橋和拱橋上應(yīng)用的比較多。2006年9月建成通車的重慶長江大橋復(fù)線橋是世界上首次采用鋼-混凝土接頭的連續(xù)剛構(gòu)橋，開創(chuàng)了大跨度剛

2、構(gòu)橋使用鋼-混凝土接頭的先河。
　　 重慶長江大橋復(fù)線橋主跨達(dá)330米，刷新了連續(xù)剛構(gòu)橋跨徑的世界紀(jì)錄，其鋼-混凝土接頭形式為填充混凝土后承壓板式，接頭在功能需求上主要承受彎矩和剪力作用，軸向壓應(yīng)力主要由承壓板承擔(dān)，剪應(yīng)力主要由PBL剪力鍵承擔(dān)，拉應(yīng)力由預(yù)應(yīng)力鋼筋承擔(dān)。利用有限元軟件ANSYS建立鋼-混凝土接頭的局部三維有限元模型，將采用實(shí)體單元模擬的混凝土、鋼箱、PBL剪力鍵、預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行耦合，計算分析接頭各部件的應(yīng)力分布情

3、況，得到其傳力機(jī)理。分析表明：鋼-混凝土接頭傳力明確，受力比較均衡；PBL剪力鍵承擔(dān)絕大部分的剪力，頂板及底板的剪力鍵應(yīng)盡量分布在外側(cè)；為了抵消結(jié)構(gòu)在彎矩作用下產(chǎn)生的較大拉應(yīng)力，需要設(shè)置足夠的預(yù)應(yīng)力鋼筋。
　　 本文以重慶長江大橋復(fù)線橋為工程背景，主要工作有以下內(nèi)容：
　　 1.系統(tǒng)地總結(jié)以往鋼-混凝土接頭的設(shè)計類型，分析、評價其受力性能。
　　 2.通過運(yùn)用ANSYS軟件建立簡易PBL剪力鍵構(gòu)件模型，結(jié)合以往試

4、驗數(shù)據(jù)，分析其在鋼-混凝土接頭中的作用及破壞機(jī)理，總結(jié)影響其極限抗剪承載力的主要因素。
　　 3.通過運(yùn)用ANSYS軟件建立大橋鋼-混凝土接頭部位的局部三維有限元模型A和鋼混接頭所在梁模型B，分析研究鋼-混凝土接頭的主要受力構(gòu)件及其傳力機(jī)理。
　　 4.研究接頭部位各材料構(gòu)件的應(yīng)力大小與分布情況及其安全儲備情況。
　　 5.研究PBL剪力鍵的作用機(jī)理和受力性能，通過分析其應(yīng)力大小和分布情況，分析其抵抗剪力和彎矩的