钢—混凝土组合梁斜拉桥施工及使用阶段受力性能分析

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1、密级：公开密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文钢-混凝土组合梁斜拉桥施工及使用阶段受力性能分析AnalysisoftheMechanicalPropertiesinConstructionProcessandApplicationPhaseofSteel-concreteCompositeCable-stayedBridge培养单位：土木工程学院专业：建筑与土木工程研究生：刘宁宁指导教师：李运生教授校外导师：曹明星高工二〇一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表

2、或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要随着我国经

3、济的发展和技术水平的提高，斜拉桥在近几年的应用范围愈加广泛，跨度已经达到几百米甚至上千米。其中，钢-混凝土组合梁斜拉桥更是凭借其优越的受力性能，受到广大工程师们的青睐。大跨径钢混组合梁斜拉桥设计与施工的关键在于斜拉索索力的布置形式以及钢-混组合梁的受力性能，这直接决定了斜拉桥整体结构的运营性能。本文以樟树市赣江二桥斜拉桥为工程依托，系统地研究了钢-混凝土组合梁斜拉桥的受力性能。主要研究内容如下：(1)通过桥梁工程有限元分析软件Midascivil分别建立全桥整体和细部两个有限元模型；(2)采用弯曲能量最小法确立了赣江二桥合理成桥状态，并采用正装迭代法得到了施工阶段索力，以供施工阶段受力性能研

4、究；(3)以整体有限元模型为基础，探究了混凝土时间效应对组合梁斜拉桥受力性能的影响；(4)对钢混组合梁细部受力性能以及栓钉抗剪刚度对主梁受力性能的影响进行了计算分析。最终得到以下结论：(1)对于赣江二桥斜拉桥当把主梁、主塔的抗弯刚度减小104时得到的合理成桥状态索力值更加均匀合理，与设计索力最为接近；(2)在施工阶段过程中，钢混组合梁主梁轴力主要由混凝土承担，弯矩主要由钢梁承担；时间效应对组合梁的内力状态具有显著的影响，组合梁截面内部将发生内力重分布，随着混凝土的收缩、徐变，混凝土的内力逐渐减小，钢主梁的内力则逐渐增大，主梁的内力由混凝土向钢主梁逐渐转移；(3)混凝土桥面板的龄期对斜拉桥主梁

5、的受力性能具有显著地影响，预制板的龄期越短，组合梁的内力重分布程度越高，在实际施工时，可以采用增长预制板的龄期的方法以最大程度地降低混凝土收缩徐变对结构受力性能的影响。(4)在车辆荷载作用下，相邻两个车轮引起的纵、横向应力均有较大程度叠加，在设计计算时必须考虑相邻车轮的作用。此外栓钉抗剪刚度对组合梁的受力性能具有一定的影响。关键词：钢-混凝土组合梁斜拉桥；索力优化；内力重分布；收缩徐变；局部分析AbstractWiththedevelopmentofChina'seconomyandtheimprovementoftechnologylevel,theapplicationscopeofca

6、ble-stayedbridgehasbeenmoreandmoreextensiveinrecentyears.Thespanhasreachedhundredsofmetersoreventhousandsofmeters.Amongthem,thesteel-concretecompositecable-stayedbridgeismoreandmorefavoredbytheengineersbyvirtueofitssuperiorforceperformance.ThekeytothedesignandconstructionoflongspanSteel-concretecom

7、positecable-stayedbridgeisthelayoutofcableforceandthemechanicalbehaviorofsteel-concretecompositebeams,whichdirectlydeterminestheoperationperformanceofthewholestructureofcable-stayedbridge.Inthispaper,Zhangs