鄱阳湖二桥钢—混凝土组合梁徐变效应分析

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钢-混凝土组合梁是在传统混凝土梁和钢梁基础上发展起来的,凭借其优良的性能越来越多应用于桥梁结构,特别是应用于大跨径的桥梁结构中,如组合梁斜拉桥。混凝土受力随着时间增加会发生徐变效应,使截面应力发生重分布,特别是对于组合梁尤为明显,超静定结构中徐变受到约束还会引起内力重分布。现代组合梁斜拉桥一般都是密索体系的高次超静定结构,徐变会降低组合梁的性能,使极限承载力降低,严重时导致两者之间剪力键发生滑移,加上现行的各种规范对于组合梁收缩徐变问题也没有很好的解决。本文以在建的鄱阳湖第二公路大桥为工程背景,首先利用Midas/civil按照悬臂施工过程建立整体分析模型,进行了施工阶段和二期铺装后成桥阶段仿真分析;在二期铺装后成桥阶段,利用通用有限元软件ANSYS建立了标准梁段两种细部分析模型:一种为不考虑桥面板和钢主梁之间滑移的标准梁段线性分析模型,另一种为考虑两者之间滑移的非线性模型;最后,利用Midas/civil对鄱阳湖第二公路大桥进行徐变效应分析。具体本文进行了以下几个方面的工作:1.依托在建的鄱阳湖第二公路大桥工程,利用Midas/civil建立了整体分析模型。对于钢-混凝土组合梁,由于钢主梁和桥面板在不同的施工阶段安装,因此计算模型考虑实际施工过程,将钢主梁和桥面板在对应的施工阶段激活。按照悬臂施工过程,模拟了鄱阳湖二桥施工过程阶段和二期铺装后成桥阶段钢-混凝土组合梁应力、斜拉索内力以及主梁线形变化情况,验证了该桥设计的合理性;2.利用ANSYS建立了鄱阳湖第二公路大桥标准梁段两种细部分析模型,一种为不考虑桥面板和钢主梁之间滑移的标准梁段线性分析模型,另一种为考虑两者之间滑移的非线性模型。对二期铺装完成后成桥阶段组合梁滑移状况进行研究,并且就钢主梁和桥面板的应力,将两种计算模型进行对比。分析结果表明,混凝土桥面板和钢主梁之间的滑移很小,而且两种模型中应力差别不大,因此考虑滑移与否对桥面板和钢主梁的应力影响很小,主梁应力都在设计控制范围之内;3.在精细化分析的基础之上,由于成桥阶段后桥面板和钢主梁之间剪力键滑移量很小,可以作为整体梁单元进行徐变分析,因此,利用Midas/civil对鄱阳湖第二公路大桥进行十年徐变效应分析。结果表明,鄱阳湖第二公路大桥十年徐变后组合截面发生应力重分布,桥面板得到卸载,而钢主梁的压应力增大;改变加载龄期和相对湿度,对十年徐变后的组合梁的挠度和应力影响都很明显。
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