大跨度钢-UHPC组合梁斜拉桥空间静力分析

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:junyuan__zhang
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超高性能混凝土(UHPC)是一种高强度、高韧性、耐久性强的水泥基复合材料,钢与UHPC桥面板组合形成了一种新型组合梁构造,大大减轻了结构自重,开始应用于大跨度桥梁。目前关于UHPC梁式桥相关研究工作较多,而钢—UHPC组合结构的研究工作很少。本文以佛山富龙西江钢-UHPC组合梁斜拉桥为工程背景,考虑钢-UHPC的界面滑移影响,开展了钢-UHPC组合主梁斜拉桥空间静力性能的研究工作,完成的主要工作如下:(1)建立了考虑钢与混凝土滑移效应的双层梁模型,利用数值算例验证了所建立双层梁模型的合理性和准确性。采用MIDAS软件,建立了富龙西江斜拉桥结构分析模型,计算分析了不同荷载工况下主梁纵向相对滑移和静力响应。该斜拉桥组合梁界面相对滑移值符合现行规范的限值规定,且富余较多,即使减少组合主梁内50%的抗剪栓钉,大桥主梁变形和内力变化也很小。(2)考虑混凝土长期效应作用,采用蒸汽养护的UHPC桥面板收缩和徐变都很小,因而大桥主梁变形亦小,而桥塔塔柱和边跨预应力混凝土的收缩徐变对主梁变形影响相对较大。同时考虑滑移效应和收缩徐变的影响,斜拉桥主梁的竖向变形增大。考虑UHPC桥面板养护条件和施工方式对主梁变形及受力影响时,UHPC高温蒸汽养护和在自然养护条件下选择预制拼装施工,梁段存梁6个月的综合效益较好。(3)采用ABAQUS软件建立了主梁结构的多尺度有限元模型,分析计算了二期恒载作用下跨中、桥塔区域的桥面板正应力分布,探讨了桥面板的剪力滞分布。跨中附近桥面板剪力滞效应较桥塔区域(除塔根)桥面板更明显。跨中区域桥面板有效宽度系数范围在0.63~0.89,而桥塔区域(除塔根附近)介于0.90~0.95之间。(4)活载作用下,桥塔区域的主梁桥面板有效宽度系数基本不变,跨中区域桥面板有效宽度系数随荷载工况的不同而稍微变化。跨中区域桥面板应力变化基本不受温度和主塔沉降的影响,桥塔区域桥面板受温度影响较大,升温时桥面板应力减小,降温时桥面板应力增大。主塔沉降时远离桥塔区域的桥面板正应力整体增大。
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