【摘 要】
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钢桁腹组合结构梁桥作为一种新型桥梁结构,其组成部分主要有混凝土顶底板、钢桁腹杆以及连接件。混凝土材料和钢材通过节点连接在一起,组成整体桥梁结构,共同承担结构受力。对比于混凝土结构梁桥,组合桥减轻了自身重量,提高了结构延性,减小了地震作用,降低了基础造价;对比于纯钢桥,组合桥的结构高度降低,结构刚度提高,结构在活荷载下的挠度减小。通过抗剪连接件的连接作用,混凝土桥面板对钢梁受压翼缘板起到约束作用,从
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钢桁腹组合结构梁桥作为一种新型桥梁结构,其组成部分主要有混凝土顶底板、钢桁腹杆以及连接件。混凝土材料和钢材通过节点连接在一起,组成整体桥梁结构,共同承担结构受力。对比于混凝土结构梁桥,组合桥减轻了自身重量,提高了结构延性,减小了地震作用,降低了基础造价;对比于纯钢桥,组合桥的结构高度降低,结构刚度提高,结构在活荷载下的挠度减小。通过抗剪连接件的连接作用,混凝土桥面板对钢梁受压翼缘板起到约束作用,从而提高了钢梁稳定性,有助于材料强度的充分发挥。本文主要内容如下:首先介绍了四种钢桁腹组合梁的常用有限元模型:实体模型、梁格法模型、板桁混合模型、桁架模型。梁格法模型既有较高的计算效率,又能满足精度要求,所以梁格法建模的实用性较高,本文用梁格法建立了MIDAS/CIVIL模型作为主要研究对象;其次选取钢桁腹组合结构梁桥的主跨跨中和L/4处作为控制截面,分析组合梁桥在自重、集中荷载、活载作用下,控制截面的弯矩、剪力、钢桁腹杆轴力以及整体竖向挠度的分布规律,发现组合梁弯矩主要由混凝土顶底板承担,组合梁剪力主要由钢桁腹杆承担;再次研究了钢桁腹组合梁的剪力滞效应,重点分析了剪力滞系数沿横桥向和纵桥向的分布规律问题,发现钢桁腹组合梁在全桥范围内均存在剪力滞后现象,由支座位置向跨中位置逐渐靠近过程中,剪力滞效应逐渐变缓,在跨中位置剪力滞现象比较微弱,且剪力滞效应受宽跨比的影响较大,受宽高比、钢桁腹杆厚度的影响较小;最后对钢桁腹组合梁进行了优化设计研究,发现钢桁腹杆截面形状可优先选用圆形截面,可通过增加腹杆管壁厚度和梁体高度提高截面刚度,腹杆布置形式对组合梁受力性能影响不大。
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