【摘 要】
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钢-混结合段是混合梁斜拉桥中钢箱梁和混凝土梁的过渡段,由于结合段处刚度和截面发生变化,因此容易产生局部应力集中和结构变形不协调等问题。目前对于混合梁斜拉桥钢-混结合段的研究主要集中于公路桥梁,而对铁路桥梁研究较少。相比公路桥梁,铁路桥梁需要承受更大的活荷载,因此对其钢-混结合段的受力机理研究具有重要的意义。本文以某大跨径客货两用铁路混合梁斜拉桥为研究背景,采用有限元分析的方法,对其钢-混结合段进行
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钢-混结合段是混合梁斜拉桥中钢箱梁和混凝土梁的过渡段,由于结合段处刚度和截面发生变化,因此容易产生局部应力集中和结构变形不协调等问题。目前对于混合梁斜拉桥钢-混结合段的研究主要集中于公路桥梁,而对铁路桥梁研究较少。相比公路桥梁,铁路桥梁需要承受更大的活荷载,因此对其钢-混结合段的受力机理研究具有重要的意义。本文以某大跨径客货两用铁路混合梁斜拉桥为研究背景,采用有限元分析的方法,对其钢-混结合段进行了受力机理研究,主要研究内容和成果如下:（1）采用CSB有限元分析软件,对整桥进行施工全过程有限元分析,得出了钢-混结合段在整个施工阶段的内力变化结果,总结了最不利轴力、最不利剪力和最不利弯矩三种荷载工况。并从实际施工的角度出发,对比了塔梁同步施工和塔梁异步施工方式下钢-混结合段的内力变化趋势,结果表明两种施工方式下钢-混结合段的内力变化不大,且内力的变化趋势相似。（2）采用ABAQUS有限元分析软件建立钢-混结合段局部有限元模型,对其施加在施工过程中出现的最不利荷载工况,计算分析得出结合段钢结构和混凝土结构的应力和变形规律。结果表明,在应力方面,钢结构和混凝土结构在局部均产生了应力集中现象,但总体应力保持在设计允许的范围以内,且应力变化平顺,整体受力比较合理。变形方面,由标准钢箱梁-结合段-标准混凝土梁的变形平缓,验证了该桥钢-混结合段的设计合理性。在传力方面,承压板是将来自标准钢箱梁的轴力传递给混凝土梁的主要传力构件,占比46.4%。（3）对钢-混结合段进行了构造参数分析,改变承压板厚度、钢格室顶底板厚度和混凝土强度,分析结合段受力的变化规律。结果表明,承压板直接传递给混凝土的轴力百分比随着承压板厚度、混凝土强度、钢格室顶底板厚度的的增大而增大。承压板厚度在50-70mm,混凝土强度为C50-C70,钢格室顶底板厚度为24-28mm时钢-混结合段传力较为合理。
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