混合梁斜拉桥钢混结合段受力机理分析.pdf

A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering The analysis of stress mechanism for steel-concrete composite structure of hybrid cable-stayed bridges Candidate : Wang Yaqi Major : Bridge and Tunnel Engineering Supervisor : Prof. Zhang Hailong Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, P. R. China Jan, 2012 独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到,本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名: 日期: 年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□,在_____年解密后适用本授权书。 本论文属于不保密□。 (请在以上方框内打“√”) 学位论文作者签名: 指导教师签名: 日期: 年月日日期: 年月日华中科技大学硕士学位论文 摘要混合梁斜拉桥钢混结合段为异种材料取长补短相互协作而形成的,由钢箱梁和混凝土箱梁通过剪力钉、钢格式、承压板以及预应力筋之间相互连接组成的,其几何构造复杂且传力路径不明确,目前国内外还没有相应的条文规范进行规定。综合考虑混合梁斜拉桥钢混结合段结构及受力特点,采用几何、物理和边界条件相似性, 通过实体单元、壳单元、杆单元及弹簧单元等不同的有限元单元建立三维有限元模型对钢混结合段进行受力机理分析。根据钢混结合段不同的连接方式建立两种有限元计算模型,通过对两种有限元模型计算结果的研究分析得出其应力分布及应力传递机理的规律。钢混结合段剪力件连接方式采用圆头栓钉连接,剪力连接件的类型、布置方式对钢混结合段受力性能产生极大的影响,本文对剪力连接件的分析采用有限元软件 ANSYS bine39 弹簧单元,考虑群钉效应,计算分析剪力件的剪力及滑移。计算结果表明钢混结合段剪力钉剪力值及滑移量均能满足规范要求,同时钢混结合段剪力件受力及滑移可以从侧面揭示出钢混结合段的传力机理。最后对钢混结合段结构特点及设计方法作进一步研究。这篇论文对钢混结合的受力机理及剪力件进行分析,对混合梁斜拉桥钢混结合段的研究工作具有重要参考价值。关键词:混合梁斜拉桥钢混结合段传力机理应力分布剪力钉滑移 I 华中科技大学硕士学位论文 II Abstract Steel-posite structure of hybrid cable-stayed bridges which have different materials are composed by shear connectors, stee l lattice rooms, load bearing plates and prestressing steels. Codes for the steel-posite structure have not been issued so far, because the structur e is plex a nd the stress transform mechanism is unclear. Comprehensive consider ation of the structure, force and boundary of the steel-posite structure , the finite element calculating model is established by solid element, shell element, spring element and link element to study the stress distributing and force transfer mechan ism. Based