钢-混组合梁加宽T梁桥的受力性能分析

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1、分类号：U4410710-2015221078专业硕士学位论文钢-混组合梁加宽T梁桥的受力性能分析冯宇导师姓名职称邬晓光教授申请学位类别全日制专业学位硕士学科专业名称建筑与土木工程论文提交日期2018年4月26日论文答辩日期2018年5月14日学位授予单位长安大学MechanicalbehaviorandAnalysisofSteel-concreteCompositeWidenedT-GirderBridgesAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：FengYuSupervis

2、or：ProfessorWuXiaoguangChang’anUniversity,Xi’an,China摘要公路桥梁改扩建日益增多，拓宽桥梁的材料结构形式也复杂多样，在一定的条件下采用钢-混组合梁加宽旧桥具有不同的优势。对于新结构加宽旧桥的研究中，并没有系统的整体受力性能分析，钢-混组合梁加宽旧桥是否能够满足拼宽后对提高结构承载能力的要求，能否进行正常的运营工作存在着质疑，新旧梁之间通过什么样的连接形式才能更有利于结构的受力性能缺乏研究。设计计算中哪种横梁计算方法适用于钢混组合梁加宽旧桥也没有明确的定义，钢横梁数量的选择也没有参

3、考依据。收缩徐变也是拼宽桥一个不可避免的问题，新旧梁收缩徐变差异对于结构受力的影响需要进行研究分析。本文依托采用单根组合梁来加宽原结构的桥梁，通过荷载试验验证组合梁加宽旧桥满足承载能力的可能性，有限元模型分析不同连接形式下结构的受力变形情况，理论计算与有限元模型数据对比得到适用于组合梁加宽旧桥的横梁计算方法，并针对拼宽桥常存在的收缩徐变问题使用代数法求解，分析收缩徐变差异对新旧桥上部结构不同的受力影响，论文主要研究内容如下：（1）以加载效率为验证标准对钢-混组合梁加宽旧桥的依托工程进行荷载试验发现拼宽后桥梁整体结构受力性能好。通过

4、有限元模型分析新旧桥刚接、铰接两种连接形式下新旧桥不同主梁的弯矩、挠度变化，对比得到刚接形式下桥梁整体荷载横向分布更加均匀，但旧桥外边梁与外横梁变为内梁与内横梁，承受更大的弯矩和剪力，需要重新进行设计验算。（2）针对上文提出的问题对依托工程进行刚性横梁法、修正刚性横梁法的理论计算与有限元模型数据对比，得到适用于组合梁加宽旧桥的横梁计算方法为修正刚性横梁法。在组合梁与原结构保持端横梁存在的前提下，变化中横梁数量得出各主梁横向分布系数基本不受其数量影响，但是否存在端横梁对横向荷载的分布影响较大；横梁数量对新旧梁接缝处横桥向受力影响比较

5、明显。（3）结合收缩徐变的机理及计算方法，将代数法运用到钢-混组合梁加宽旧桥中来计算为抵消收缩徐变所需要提供的力与弯矩公式，在不同连接方式、不同拼接时间的四种工况下通过有限元模型计算新旧主梁混凝土收缩、徐变差异对于新梁及旧桥上部结构的影响。关键词：拓宽T梁桥；钢-混组合梁；横梁；数值模拟；连接形式；收缩徐变IAbstractCurrently,anincreasingnumberofhighwaybridgesarebeingrefinedandwidened.Materialsandstructuresusedtowidenan

6、drefinebridgesarealsocomplexanddiverse.Undersomespecificconditions,thereareseveraladvantagesofusingthesteel-concretecompositetowidenoldbridges.Inthepublishedwidenedbridgesresearch,theoverallmechanicalbehaviorandanalysisofwidenedbridgesarelacking.Whetherthewidenedbridg

7、escanandworknormallyandimprovestructuralresistanceandwhatthebestconnectionisbetweenoldandnewgirderstoimprovemechanicbehaviorsforthewidenedsteel-concretecompositebridgeshavenotbeenansweredyet.Theexactdefinitionofthesuitablegirdercalculationmethodforsteel-concretecompos

8、itewidenedbridgesislimitedandthereisnotreferencefordeterminingthenumberofgirdersused.Inaddition,shrinkageandcreeparealsounav