钢混梁独塔斜拉桥主梁恒载受力特性研究
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摘要
随着人民生活水平不断提高的需要和科学技术的发展,混合梁斜拉桥以其独特的构造与技术特点显示出其强大的生命力,在国外得到广泛的应用。混合梁斜拉桥与其他类型斜拉桥的主要区别在于:其主跨与边跨采用两种不同的材料,既边跨为预应力混凝土主梁,主跨全部或部分为钢主梁。这种新型的斜拉桥使得桥跨结构布置和结构的整体受力更趋合理。
本文以广州东沙特大桥为工程背景,建立全桥模型分析其在恒载状态下的主梁的整体受力情况,以主梁、主塔合理恒载受力状态来确定合理的边、中跨比例,并在主梁材料变化的结合段建立局部模型做局部应力状态分析。本文围绕混合梁的受力特性来展开研究,主要的研究内容为:
1、东沙特大桥的有限元仿真模拟,分析其主梁的整体受力状态,且计算出后续钢混结合段局部仿真分析的边界条件。
2、边、中跨的合理比例研究:根据全桥模拟计算分析结果及施工控制中的实测数据分析边跨混凝土梁的理想恒载受力状态并以参数化的形式提出合理的边、中跨比例。
3、钢混梁结合段的局部应力分布研究:采用局部空间实体模型模拟钢混结合段,结合施工控制过程中的应力实测数据对结合段在不同工况下应力分布特点详细分析研究。
4、通过在钢混结合段预埋应变传感器及温度传感器实测出在施工过程中结合段的应力、温度情况,根据实测数据分析钢混结合段局部温度效应。
As the improving of people's living standards and the developing of science and technology, hybrid girder cable-stayed bridge is showing strong vitality due to its unique structure and technical characteristics, and it is widespread used abroad. Compare with other types of bridge, hybrid girder cable-stayed bridge is different from them as: there are two different materials used in main span and side-by span, just as side-by span girder is built in prestressed concrete and main span girder is built in all steel or partial steel. This kind of cable-stayed bridge make the arrangement of span and the golbal force reasonable.
Base on DongSha bridge in the eastern of GuangZhou city, this paper build global bridge model to analyse the global force of the girder and the tower in the status under dead load, and then fix the rational ratio of main span and side-by span, and furthermore, the local model of mixed segement in the girder where the materials are changed is built analysis the local stress status. Researching the mechanic behavior of hybrid girder, The main research work covers the following aspects:
1、This paper build finite element model of DongSha bridge to analyse the global force status of its girder, and calculate boundary condition for the fallowing local simulated analysis of mixed segement.
2、The research of feasible ratio between main span and side-by span: According to the result of global bridge simulated analysis and the measured data, the paper analyse the force status of side-by span built in concrete in the status of perfect dead load, and deduce rational ratio of main span and side-by span with parameterized form.
3、The research of local stress in steel and concrete mixed segment Using of local space finite element entities model and combine with the measured stress data during the constrction control, the paper analyze and research in detail on the mixed segment in the status of different loads.
4、Through pre- imbedmenting the strain sensors and the temperature sensors, the paper measure the stress and the temperature status of mixed segment during the constraction, and then research the local temperature effect of steel and concrete mixed segment by the measured date.
本文以广州东沙特大桥为工程背景,建立全桥模型分析其在恒载状态下的主梁的整体受力情况,以主梁、主塔合理恒载受力状态来确定合理的边、中跨比例,并在主梁材料变化的结合段建立局部模型做局部应力状态分析。本文围绕混合梁的受力特性来展开研究,主要的研究内容为:
1、东沙特大桥的有限元仿真模拟,分析其主梁的整体受力状态,且计算出后续钢混结合段局部仿真分析的边界条件。
2、边、中跨的合理比例研究:根据全桥模拟计算分析结果及施工控制中的实测数据分析边跨混凝土梁的理想恒载受力状态并以参数化的形式提出合理的边、中跨比例。
3、钢混梁结合段的局部应力分布研究:采用局部空间实体模型模拟钢混结合段,结合施工控制过程中的应力实测数据对结合段在不同工况下应力分布特点详细分析研究。
4、通过在钢混结合段预埋应变传感器及温度传感器实测出在施工过程中结合段的应力、温度情况,根据实测数据分析钢混结合段局部温度效应。
As the improving of people's living standards and the developing of science and technology, hybrid girder cable-stayed bridge is showing strong vitality due to its unique structure and technical characteristics, and it is widespread used abroad. Compare with other types of bridge, hybrid girder cable-stayed bridge is different from them as: there are two different materials used in main span and side-by span, just as side-by span girder is built in prestressed concrete and main span girder is built in all steel or partial steel. This kind of cable-stayed bridge make the arrangement of span and the golbal force reasonable.
Base on DongSha bridge in the eastern of GuangZhou city, this paper build global bridge model to analyse the global force of the girder and the tower in the status under dead load, and then fix the rational ratio of main span and side-by span, and furthermore, the local model of mixed segement in the girder where the materials are changed is built analysis the local stress status. Researching the mechanic behavior of hybrid girder, The main research work covers the following aspects:
1、This paper build finite element model of DongSha bridge to analyse the global force status of its girder, and calculate boundary condition for the fallowing local simulated analysis of mixed segement.
2、The research of feasible ratio between main span and side-by span: According to the result of global bridge simulated analysis and the measured data, the paper analyse the force status of side-by span built in concrete in the status of perfect dead load, and deduce rational ratio of main span and side-by span with parameterized form.
3、The research of local stress in steel and concrete mixed segment Using of local space finite element entities model and combine with the measured stress data during the constrction control, the paper analyze and research in detail on the mixed segment in the status of different loads.
4、Through pre- imbedmenting the strain sensors and the temperature sensors, the paper measure the stress and the temperature status of mixed segment during the constraction, and then research the local temperature effect of steel and concrete mixed segment by the measured date.
引文
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