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依托交通运输部应用基础研究项目“特大跨钢桁-砼组合连续刚构桥建设基础理论研究”(2013 319 814 040),导师周志祥教授提出PCSS新型剪力联结键。本文采用有限元软件ABAQUS进行焊接模拟建模,探索了 PCSS剪力键焊接热对组合结构性能的影响,主要研究工作包括:①从钢桁-混凝土连续钢构桥的构造特点和快速装配式施工工艺出发,对比优选出预埋于预制混凝土桥道板中的PCSS剪力键,钢主梁与PCSS剪力键之间通过焊接角焊缝联结成为整体,易于快速装配施工和施工质量的控制。PCSS剪力键具有较强的抗剪承载能力,能够保证混凝土与钢主梁的整体受力性能。②编写了高斯双椭球焊接热源模型的用户子程序。子程序实现了焊接热源移动加载的全过程模拟,能够快速修改计算输出功率、几何尺寸、移动速度等焊接参数。采用“实体—壳”单元结合和跨尺度的建模方式,实现了单元数量和单元积分节点数量的减少,提高了计算机的工作效率。采用ABAQUS软件中的“Model Change技术”实现了焊缝依次出现的效果。③分析了焊接模拟的全过程,结果表明:焊接过程中钢构件最大温度达到1500℃出现熔池现象,混凝土局部受热最大温度达到380℃。焊接残余应力主要集中在焊缝附近区域,翼缘板根部出现应力集中现象,最大应力达到90MPa。焊接时主梁整体呈上拱趋势,上拱值最大达到0.14mm,最后残余上拱值约为O.1mm。④对比分析了初始应力分别为50MPa、100MPa、150MPa的钢梁焊接模拟,结果表明:初始应力与残余应力的大小具有相关性,焊接后的残余应力增量值随着初始应力的增加,却是在降低。⑤推导了混凝土在高温下的热损伤因子公式,模型中热损伤区域与试验中热损伤区域大致相同。对比分析了 PCSS剪力键在考虑和未考虑焊接热情况下的PCSS剪力键推出模拟试验,结果表明:对于两种情况,最终滑移量均无影响,考虑焊接热的承载能力较未考虑时小3.2%,可以认为焊接作用不影响PCSS剪力联结件的承载能力。