鋼-混結(jié)合加勁梁懸索橋剪力滯分析及模型簡(jiǎn)化.pdf

1、鋼-混結(jié)合梁因其能充分利用混凝土和鋼材性能的特點(diǎn)及能夠解決鋼梁橋面鋪裝易破損難題的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已應(yīng)用于大跨度懸索橋中。目前采用該加勁梁形式的懸索橋較少，我們對(duì)于結(jié)合梁截面在這種大跨度柔性橋梁中的剪力滯效應(yīng)的認(rèn)識(shí)及研究仍很有限。研究主要工作詳述如下:
　　1.借助兩個(gè)鋼-混結(jié)合梁實(shí)橋算例，分析討論小縱梁、橫梁對(duì)截面剪力滯效應(yīng)的影響，研究結(jié)合梁模型合理簡(jiǎn)化的依據(jù);
　　2.利用大型通用有限元計(jì)算軟件ANSYS建立鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋的精細(xì)

2、模型，并驗(yàn)證了其合理性;利用橋梁非線性分析系統(tǒng)(BNLAS)建立桿系模型，確定活載下加勁梁的彎矩最不利截面及其影響線;
　　3.根據(jù)最不利截面位置及其彎矩影響線，選取9種荷載工況進(jìn)行最不利布載;根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果，討論了荷載橫向作用位置對(duì)剪力滯的影響，分析了將荷載等效作用于鋼主梁上的可行性;
　　4.在選取了合適的剪滯翹曲位移后，采用變分法得到了U.L.列式下的鋼-混結(jié)合梁的彈性剛度矩陣、初應(yīng)力剛度矩陣、等效節(jié)點(diǎn)荷載向量;提

3、出了一種適用于各類梁?jiǎn)卧趲缀畏蔷€性分析中扣除位移增量中剛體位移的方法;
　　5.考慮到ANSYS軟件的通用性和強(qiáng)大的前后處理能力，根據(jù)推導(dǎo)的結(jié)構(gòu)相關(guān)矩陣和UPFs功能，編寫了能夠考慮幾何非線性和翼緣板剪力滯效應(yīng)影響的鋼-混結(jié)合梁?jiǎn)卧?與ANSYS精細(xì)模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了此單元的精度，并通過新單元分析了考慮剪滯效應(yīng)后的主梁內(nèi)力分布。
　　針對(duì)鋼-混結(jié)合梁在荷載作用下橋面板縱向應(yīng)力分布規(guī)律的研究表明:結(jié)合梁模型簡(jiǎn)化時(shí)，

4、可不考慮小縱梁的影響，但橫梁在一定區(qū)域內(nèi)對(duì)剪力滯效應(yīng)影響較大，不可忽略;在分析截面剪滯效應(yīng)時(shí)，將對(duì)稱荷載等效地施加于鋼梁處，能滿足應(yīng)力計(jì)算要求;分析偏載時(shí)的應(yīng)力極值可按對(duì)稱荷載加載，但需要乘以放大系數(shù)，系數(shù)可近似取比擬正交異性板法求得的橫向分布系數(shù)的2倍;考慮剪力滯影響后的加勁梁，同種荷載工況作用下其軸力、剪力變化很小，彎矩變化較大，反彎點(diǎn)、極值點(diǎn)保持不變;基于能量變分法的剪力滯單元，對(duì)于懸索橋加勁梁剪力滯求解具有概念清楚、高效、適用性