论文部分内容阅读
自锚式悬索桥因其具有造型美观、经济效益好、受地质影响小等优点,在城市桥梁建设中广受欢迎。近年来随着自锚式悬索桥的发展,其结构形式不断创新,钢与混凝土组合加劲梁逐渐被应用于自锚式悬索桥。主缆锚固区作为自锚式悬索桥的关键局部结构,其受力非常复杂,因此需要对此重点关注。本文以烟台夹河大桥为工程背景,对组合梁自锚式悬索桥的锚固区受力性能进行系统的研究,本文主要研究内容如下:(1)系统介绍了自锚式悬索桥主缆锚固区的研究方法,并指出传统缩尺模型试验以及局部精细有限元模型分析方法的不足之处,阐述了采用多尺度有限元法分析主缆锚固区受力性能的原理以及优点。(2)采用Midas Civil有限元分析软件建立了大桥全桥三维杆系模型,研究了夹河桥成桥状态以及运营阶段下的全桥静力特性。(3)大桥体系转换过程中,对主缆锚固区主要受力构件进行了应变监测,初步分析主缆锚固区应力分布规律。采用ANSYS建立了主缆锚固区局部精细模型和多尺度有限元模型。通过实测数据与计算结果进行对比分析,验证了多尺度模型的科学性、合理性,且采用多尺度法对主缆锚固区进行分析具有更高的计算精度。(4)基于多尺度模型对主缆锚固区在1.0倍设计主缆力下的局部应力状态和整体传力路径进行分析,结果表明:主缆力在锚固各构件间传递路径清晰,且传力过程顺畅;主缆力快速均匀的分布于主要受力构件,混凝土桥面板与钢梁顶板形成可靠的整体受力,主要受力构件安全储备较高。(5)对锚固构造进行了优化分析,将纯钢锚固构造改为组合锚固构造。分析结果表明:由于钢与混凝土的组合作用,优化后的锚固构造最大应力大幅下降,应力分布更加均匀,提高了锚固区构造可靠度,为自锚式悬索桥的锚固构造设计提供指导。