手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
近年來，國內外混合梁斜拉橋已得到迅猛發展，作為該橋型關鍵部位的鋼-混結合段具有實現混凝土邊跨和鋼結構主跨間內力傳遞及變形的過渡作用。鋼-混結合段的力學行為直接決定著該類型橋梁設計的合理性，國內外學者多通過開展模型試驗對鋼-混結合段的力學行為進行分析研究。在國內，強士中、聶建國、張仲先、陳開利、劉玉擎等分別通過特定混合梁斜拉橋鋼-混結合段模型試驗，研究了其傳力形式、應力分布、破壞機理及承載能力，得出了各橋鋼-混結合段傳力合理、承載能力滿足要求等結論。
在國外，日本學者曾對多多羅大橋鋼-混結合段進行了相似比為1:50全截面模型試驗和相似比為1:200的半截面模型試驗，Dunai等通過試驗研究了在軸力和彎矩共同作用下鋼-混結合段的力學行為(等研究了鋼-混預應力梁結合段的受力性能及變形響應。雖然上述試驗為鋼-混結合段的研究提供了可靠的數據，但上述試驗以驗證性試驗為主，試驗設計參數較為單一、缺乏類比性，試驗測點的布置有一定的局限性且試驗耗時較長，花費較大。隨著有限元分析技術的發展，部分學者也曾采用有限元方法對鋼-混結合段進行分析研究。但以上研究均針對公路橋的鋼-混結合段，與公路橋相比，鐵路橋的鋼-混結合段受力特征和傳力機理更為復雜，需對鐵路橋的鋼-混結合段進行研究。杭州那泰有限元分析公司以寧波鐵路樞紐北環線甬江特大橋為背景，采用有限元法建立了該橋鋼-混結合段的有限元模型，對其受力特征和傳力機理進行分析研究。
寧波鐵路樞紐北環線甬江特大橋是國內首座鐵路鋼箱混合梁斜拉橋，該橋跨徑布置為(53+50+50+66+468+66+50+50+53)m，采用半飄浮體系。該橋線路等級為國鐵Ⅰ級、有砟軌道，設計貨運列車時速為120km，設計活載為中-活載。邊跨及部分中跨主梁為單箱三室預應力混凝土箱梁，其余中跨主梁為帶風嘴的單箱五室鋼箱梁，鋼箱梁段長419m。鋼與混凝土分界面位于主梁中跨側距離橋塔24.5m處。該橋鋼-混結合段采用有格室的前、后承壓板式構造，設計長度為7.35m，承壓板厚60mm。剪力連接件采用剪力釘和PBL鍵2種形式，其中，剪力釘直徑22mm、高150mm；PBL鍵開孔板開孔直徑60mm，貫穿鋼筋直徑25mm。該橋除鋼-混結合段采用變高度格室外，還設計了長5m的鋼箱梁剛度過渡段，剛度過渡段加勁肋采用U肋內嵌變高度T肋的形式。
采用ANSYS有限元軟件建立甬江特大橋鋼-混結合段有限元模型，分別采用She1163單元、Solid45單元、Beam44單元、Link8單元模擬鋼殼體、混凝土、連接鍵、預應力筋。鋼殼體主要包括鋼結構的頂板、底板、承壓板、開孔板、腹板、邊板。考慮到結構的復雜性，先建立結構的幾何模型，再劃分單元形成有限元模型，單元劃分時對混凝土灌注孔處、PBL鍵開孔處及板件交線處等重點部位進行網格細化，避免計算結果失真。
在考慮圣維南原理的基礎上，采用限制變形-還原內力的原理確定模型邊界條件，模型縱向除鋼-混結合段外，每側另設置長度為20m的傳力段，以消除邊界條件的影響，通過節點耦合的方式考慮承壓板和混凝土的相互作用，忽略其他板件與混凝土的相互作用。模型計算荷載采用純壓工況作用荷載，即在標準鋼箱梁段端部施加軸心力115000kN，不計預應力荷載，建立的鋼-混結合段三維有限元模型。
專業從事有限元分析公司│有限元分析│CAE分析│FEA分析│技術服務與解決方案
杭州那泰科技有限公司
本文出自杭州那泰科技有限公司www.zhaojia007.cn，轉載請注明出處和相關鏈接！