大跨度悬索桥钢混组合桥面系温度效应分析

【摘要】：当代社会经济迅猛发展,随之增加的交通负荷使许多桥梁面临严峻考验,其中桥面系的病害是诸多桥梁结构所共同面临的严重问题,在大跨度悬索桥中尤为突出。钢-混凝土组合桥面系的应用给这一问题带来了新的契机,其独特的构造显著提高了整体抗弯强度,优化了整体受力性能,具有很可观的发展前景。但目前对这种新型结构形式的温度效应研究还十分匮乏,现有分析均基于我国桥梁通用规范中的相关规定,将三维温度场简化为一维进行考虑,忽略纵、横向温差的影响,此举虽很大程度上简化了计算过程,但与大跨度悬索桥钢混组合桥面系的实际受力情况相差较大。尤其当太阳辐射强度较高时,钢主梁对外界温度较为敏感,可在短时间内迅速升温,从而导致某一时刻纵、横向产生很大温差。因此,本文以湘西矮寨大桥为工程依托,采用现场实测结合有限元模拟的方式对钢混组合桥面系的温度效应进行研究。主要工作包括：参考国内外相关文献,对钢-混组合结构温差应力的理论计算方法进行了详细的介绍,引入温度止内力概念对传统计算模式进行优化,并通过实例验证其有效性。在此基础上以某大跨度悬索桥为工程依托,通过现场实测数据的分析和整理拟合出最不利情况下钢桁加劲梁纵、横向的温度分布曲线。同时采用ansys软件对依托工程进行有限元模拟,依据我国通用桥梁规范中关于温度的相关规定,结合现场实测数据对大跨度悬索桥钢混组合桥面系不同工况下的温度效应进行分析,并着重探讨钢桁加劲梁纵、横温度梯度对组合桥面系温度应力的影响。研究结果表明：温度效应对组合桥面系的作用十分显著；钢桁梁横向温差对组合桥面系温度应力的影响较大,设计时应加以考虑,而纵向温差对其影响较小,可忽略不计。
【关键词】：悬索桥 桥面系 组合结构 温度效应 钢桁梁 有限元
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U441.5;U448.25