结合梁斜拉桥主梁剪力滞效应研究

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结合梁斜拉桥具有同时发挥钢材和混凝土的材料优势,在大跨度桥梁建设中具有较强的经济竞争力。研究这种结构的力学特性、完善对应的结构设计方法对确保桥梁的使用安全和优化结构设计具有十分重要的意义。本文依托椒江二桥工程,采用有限元数值分析方法对多箱单室钢箱结合梁斜拉桥的混凝土桥面板剪力滞效应展开了研究。研究结果表明,悬臂施工阶段和成桥运营阶段的主梁截面剪力滞效应有较大的差异,悬臂施工阶段的剪力滞系数小于成桥阶段;成桥运营阶段的主梁剪力滞效应横向分布不均,顺桥向索塔根部和中跨跨中剪力滞较显著,相邻拉索中间截面呈现负剪力滞效应;轴压力对桥面板剪力滞的影响可分为4个区域,有效分布宽度随着受力作用点距离的增加而变大;混凝土板的厚度对组合梁剪力滞的影响可忽略不计;减小剪力连接件的刚度可缓解桥面板的剪力滞效应,桥面板的有效分布宽度随着剪力连接件的刚度增大而较小。通过国内外现行桥梁设计规范的对比分析,发现各国规范采用的结合梁的翼缘板有效宽度计算方法不仅形式不一,且计算结果也有较大的差异,由我国现行公路桥梁规范计算得到的有效宽度值安全储备偏低;根据两种不同断面形式的结合梁斜拉桥有效宽度系数对比分析,验证了基于轴力和弯矩正应力叠加原理的轴力和弯矩组合作用下的结合梁断面翼缘板有效宽度系数计算公式的适用性;该公式适用于工字型双主梁断面的计算,也能近似预测多箱单室钢箱断面的有效宽度系数,但计算精度有所下降。
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