武漢天興洲公鐵兩用長(zhǎng)江大橋空間幾何非線性有限元仿真分析.pdf

1、武漢天興洲公鐵兩用長(zhǎng)江大橋主橋設(shè)計(jì)為98+196+504+196+98m雙塔三索面三主桁斜拉橋，上下分兩層，上層為6車道公路，下層為4線鐵路，兩線客運(yùn)專線，兩線Ⅰ級(jí)鐵路干線。鐵路橋面采用縱橫梁體系，有碴橋面。每?jī)蓚€(gè)節(jié)間設(shè)置一道伸縮縱梁，每道伸縮縱梁上方混凝土板開(kāi)一條縫。該橋是我國(guó)第一座下承式鋼－混凝土結(jié)合有碴鐵路橋面斜拉橋，也是我國(guó)武廣客運(yùn)專線上的關(guān)鍵工程。本文對(duì)武漢天興洲公鐵兩用長(zhǎng)江大橋的有限元計(jì)算方法和受力特性作了系統(tǒng)的研究，主要完

2、成了以下工作： 1．分析了大跨度斜拉橋幾何非線性的主要影響因素，包括斜拉索的垂度效應(yīng)、梁－柱效應(yīng)和大位移效應(yīng)，并提出有限元分析中相應(yīng)的處理方法。 2．建立了天興洲公鐵兩用長(zhǎng)江大橋的空間幾何非線性有限元分析模型，并研究了其恒載和活載作用下的撓度和各構(gòu)件的應(yīng)力。結(jié)果表明：該橋剛度和強(qiáng)度滿足要求，受力合理。設(shè)計(jì)荷載下不考慮幾何非線性計(jì)算所得的各種響應(yīng)都偏小，偏于不安全，但最大誤差不超過(guò)8％。 3．研究了季節(jié)溫差和日照溫

3、差對(duì)天興洲橋受力狀態(tài)的影響。結(jié)果表明：在整體升溫和整體降溫作用下，雖然在靠近主跨跨中的橫梁結(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生較大的應(yīng)力，但與一期恒載、二期恒載和活載組合后總應(yīng)力都不超過(guò)200MPa。 4．對(duì)鋼－混凝土組合鐵路橋面系混凝土發(fā)生徐變后，混凝土板及縱、橫梁之間的應(yīng)力重分布進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：混凝土徐變后混凝土橋面板的應(yīng)力變小，其中上板面應(yīng)力變化比較明顯，下板面應(yīng)力變化較??；鋼縱、橫梁下翼緣的應(yīng)力增大，但幅度較小，應(yīng)力重分布后混凝土板及鋼縱、