武漢天興洲公鐵兩用長江大橋空間幾何非線性有限元仿真分析.pdf

1、武漢天興洲公鐵兩用長江大橋主橋設(shè)計為98+196+504+196+98m雙塔三索面三主桁斜拉橋，上下分兩層，上層為6車道公路，下層為4線鐵路，兩線客運專線，兩線Ⅰ級鐵路干線。鐵路橋面采用縱橫梁體系，有碴橋面。每兩個節(jié)間設(shè)置一道伸縮縱梁，每道伸縮縱梁上方混凝土板開一條縫。該橋是我國第一座下承式鋼－混凝土結(jié)合有碴鐵路橋面斜拉橋，也是我國武廣客運專線上的關(guān)鍵工程。本文對武漢天興洲公鐵兩用長江大橋的有限元計算方法和受力特性作了系統(tǒng)的研究，主要完

2、成了以下工作： 1．分析了大跨度斜拉橋幾何非線性的主要影響因素，包括斜拉索的垂度效應(yīng)、梁－柱效應(yīng)和大位移效應(yīng)，并提出有限元分析中相應(yīng)的處理方法。 2．建立了天興洲公鐵兩用長江大橋的空間幾何非線性有限元分析模型，并研究了其恒載和活載作用下的撓度和各構(gòu)件的應(yīng)力。結(jié)果表明：該橋剛度和強度滿足要求，受力合理。設(shè)計荷載下不考慮幾何非線性計算所得的各種響應(yīng)都偏小，偏于不安全，但最大誤差不超過8％。 3．研究了季節(jié)溫差和日照溫

3、差對天興洲橋受力狀態(tài)的影響。結(jié)果表明：在整體升溫和整體降溫作用下，雖然在靠近主跨跨中的橫梁結(jié)點處產(chǎn)生較大的應(yīng)力，但與一期恒載、二期恒載和活載組合后總應(yīng)力都不超過200MPa。 4．對鋼－混凝土組合鐵路橋面系混凝土發(fā)生徐變后，混凝土板及縱、橫梁之間的應(yīng)力重分布進行了研究。結(jié)果表明：混凝土徐變后混凝土橋面板的應(yīng)力變小，其中上板面應(yīng)力變化比較明顯，下板面應(yīng)力變化較小；鋼縱、橫梁下翼緣的應(yīng)力增大，但幅度較小，應(yīng)力重分布后混凝土板及鋼縱、