公路钢—混凝土连续组合梁桥的截面优化设计研究

发布时间：2020-05-12 22:04

【摘要】：钢—混凝土组合梁桥具有高质量、快速施工、轻型化、节省模板材料、环保等优点。因我国钢—混凝土组合梁起步较晚,导致设计经验相对匮乏。为了研究钢板组合梁的合理截面构造,本文从模型计算以及数据归纳总结两个方面进行研究。本文的主要研究工作如下:1.对组合梁线弹性计算理论及弹塑性计算理论进行了对比研究,分析了钢—混凝土组合梁的受力性能,此外对钢—混凝土连续组合梁桥的内力分析方法进行了理论研究。2.建立ANSYS两跨连续梁有限元模型,分析连续组合梁的非线性极限破坏状态以及滑移效应,汇总了分析了连续组合梁的滑移效应和局部屈曲对于极限承载力的影响。3.基于ANSYS无法自动考虑混凝土收缩徐变效应的现实,提出了采用均匀温度荷载等效模拟的简易计算方法,精确度较高。4.基于公路连续组合梁桥的截面特点,利用MIDAS CIVIL和ANSYS有限元软件分别建立线弹性理论为基础的梁单元模型和空间模型,利用两种有限元软件的特点和优势,分别对既有桥梁的纵向和横向进行计算,研究公路连续组合梁的受力性能。对比计算结果,综合考虑计算效率等因素,选取以换算截面法为理论基础的MIDAS梁单元模型为截面优化计算的有限元模型,选取公路荷载基本组合下钢梁应力值作为截面优化的目标值。5.分析了截面尺寸参数的变化对于上文所述目标值的影响程度,影响因素包括:混凝土桥面板厚度,钢梁上翼缘厚度、钢梁下翼缘厚度、钢梁腹板厚度、钢主梁高度。综合造价和应力规范限值要求,提出了考虑截面各部分尺寸的综合优化法和实现快速优化的可行域法,对当前截面的优化提出了建议。优化分析结果表明此方法优化设计效果显著,可供设计人员参考。
【图文】：

(a) 外包组合梁 (b) 带承托组合梁 (c) 不带承托组合梁图 1.1 组合梁的截面形式Fig1.1 Cross section form of composite beamT 形钢板组合梁根据混凝土桥面板的施工方法不同可分为：现浇混凝土板组合梁和预制混凝土板组合梁如图 1.2 所示。其中预制桥面板组合梁因施工方便快捷被广泛应用。

(a) 外包组合梁 (b) 带承托组合梁 (c) 不带承托组合梁图 1.1 组合梁的截面形式Fig1.1 Cross section form of composite beamT 形钢板组合梁根据混凝土桥面板的施工方法不同可分为：现浇混凝土板组合梁和预制混凝土板组合梁如图 1.2 所示。其中预制桥面板组合梁因施工方便快捷被广泛应用。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U442.5

【参考文献】

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本文编号：2660906