钢箱桁组合连续梁桥受力特性及参数分析

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钢箱桁组合连续梁桥为钢桁架与钢箱梁的组合结构,是近年来发展起来的一种新型结构。这种桥梁形式使得桥梁结构既有钢桁梁的竖向刚度,又有钢箱梁的横向刚度,能改善桥梁整体的受力性能,使跨中挠度减小。本文以某拟建高铁特大桥为工程背景,桥梁跨径布置为72m+72m,使用有限元软件Midas Civil建立全桥有限元模型,对这种钢箱梁桁组合连续梁桥进行受力特性计算分析以及设计参数的研究,主要工作和成果如下:1)综述了桁架梁桥及箱桁组合梁桥这种新型结构的国内外发展研究现状,提出了本文的研究意义和内容。2)对桥梁在恒载、最不利活载、主力以及主力和附加力组合作用下进行静力分析,分析内容包括支座反力、主梁的竖向位移、桁架杆件和钢箱梁的内力及应力。对桥梁进行弹性稳定性和动力特性分析,分析其在成桥恒载和运营阶段荷载作用下主要失稳模态和恒载下前12阶振型特点。3)分析钢箱桁组合连续梁桥中桁架的设计参数,对等桁高桁架的桁高、节间长度、腹杆角度的变化以及变桁高桁架的中支点与边支点的桁高比在成桥状态下桥梁各杆件内力、位移的变化规律进行分析和总结。桁高12m,对应高跨比为1/6、节间长度12m时桥梁结构受力效果较好。腹杆角度66°~68°左右,全桥受力及变形相对较优。变桁高的钢箱桁组合连续梁桥受力最优的边、中支点桁高比为0.56。4)在两跨钢箱桁组合连续梁桥的研究基础上,进一步分析全桥长为为216m三跨钢箱桁组合连续梁桥边中跨比和钢桁架的布置范围对桥梁受力的影响。钢箱桁组合桥梁边中跨比为0.786时,其受力和变形均比较合理,钢桁加设范围超过中跨长度时能改善全桥受力。本文的研究成果可为钢箱桁组合连续梁桥的设计提供参考,具有一定的工程实用价值。
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