鐵路斜拉橋帶水平K撐鋼桁梁局部受力特性分析及模型試驗研究.pdf

1、新建鐵路貴陽至廣州線北江特大鋼桁斜拉橋首次采用帶水平K撐的縱橫梁橋面系，該橋面系是對傳統(tǒng)縱橫梁橋面體系全新的改進。兩端邊跨及靠近邊跨端的次邊跨4個節(jié)間采用混凝土橋面板，其余部分采用正交異性鋼橋面。通過仿真分析，對高速鐵路專用斜拉橋的橋面系結(jié)構(gòu)受力行為進行深入研究。初步探討不同K撐構(gòu)造對橋面結(jié)構(gòu)受力的影響，為其他同類橋梁的橋面系設(shè)計提供參考。在仿真分析的基礎(chǔ)上，以水平K撐構(gòu)造為核心，優(yōu)化模型結(jié)構(gòu)及輔助構(gòu)造，構(gòu)建局部K撐節(jié)段靜載試驗?zāi)Ｐ?，?/p>

2、而獲得鐵路鋼桁梁斜拉橋帶水平K撐橋面系的實際受力狀況。主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　1、結(jié)構(gòu)分析，包括全橋桿系模型分析和桿系結(jié)合殼單元的多尺度仿真模型分析。前者使用MIDAS有限元軟件進行計算分析，確定K撐在全橋中最不利受力位置。后者采用ANSYS有限元軟件建立K撐最不利受力位置處的節(jié)段空間殼單元模型，重點分析局部應(yīng)力分布。通過仿真分析，研究K撐、縱梁、橫梁等桿件在恒載和活載作用下的傳力機理及其局部的應(yīng)力水平。計算結(jié)果表明:各桿件

3、的應(yīng)力水平均較低，K撐結(jié)構(gòu)能有效減小縱梁、橫梁和橫肋的面外彎曲產(chǎn)生的水平應(yīng)力，解決傳統(tǒng)縱橫梁橋面系橫梁截面處面外彎曲所產(chǎn)生的應(yīng)力超限問題。
　　2、初步探討不同K撐構(gòu)造形式對橋面系結(jié)構(gòu)受力行為的影響。通過對不設(shè)置K撐、T型截面K撐以及工字型截面K撐三種橋面系中的縱梁、橫梁、橫肋、下弦桿整體節(jié)點以及K撐等進行受力特性分析，得出T型截面K撐橋面系能夠有效的降低桿件的局部應(yīng)力，橋面受力更加合理。
　　3、在仿真分析的基礎(chǔ)上，以K撐