大跨度三主桁多线铁路连续钢桁梁桥研究

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1、大跨度三主桁多线铁路连续钢桁梁桥研究1绪论1.1本文的目的意义ZJXZH桥是一座跨越黄河的三主彬四线铁路特大桥，结构形式为11联2X100m下承式变高度连续钢析梁，采用正交异性整体钢桥而结构。本文针对ZjXZH桥，采用全桥空间有限元整体分析和桥而系节段精细有限元屈部分析相结合的方法，对该桥的整体变形和受力状态及关键部位的局部受力状态进行研究。在此基础上对关键部位构造细节提出多利I改善描施，并进行对比分析，对该桥的设计提出评价和建议。本文的研究成果为该桥的设计服务，同时也可为其他类似桥梁提供参考。..........1.2工程概况1.2.1总体布置客运专线线间距为4.6m,改线线间距为4.4

2、111，客运专线石线距离改线左线线间距为8.2m。客运专线铁路设计行车速度200kiMINFRANkKLlN桥、GEORGE-PLAIN桥等。自二十世纪七十年代到二十世纪末，日本在本州-四国联络线上修建了十几座正交异?性钢桥面板大跨度桥梁20世纪末，正交异性板钢桥面己经发展为大跨度桥梁的主要桥面形式，欧洲、北美及日本等世界各国建造的正交异性钢桥面桥梁几乎遍及各种结构形式，如梁桥（板梁、箱梁、衍架梁）、拱桥、斜拉桥、悬索桥等2000年建成的主桥布置为（141+160+490+160+141)m厄勒海峡桥大桥[16-17]，是当时世界上跨度最大的公铁两用斜拉桥，该桥下层铁路桥面板采用闭合钢箱梁

3、正交异性钢桥面结构，钢桥面板与主枏下弦杆直接煙接在一起。2全桥受力性能研究2.1引言本章采空间分析方法对7JXZH桥在恒载、活载及主力组合作用下的全桥整休变形和受力性能进行系统的研究。表2-3列出了最不利活载作用下每跨主析的最大晓度和烧跨比，由表可知，下弦杆的最大晓度为37.3mm，最大晓跨比为1/2702，满足《铁路桥涵设计基本规范TB10002.1-2005》对连续钢绗梁桥在竖向静活载下竖向烧度的规定[51]。表2-4列出最不利活载作用下下弦杆、纵梁梁端的最大竖向转角，由表可知，最不利活载作用下，下弦杆梁端的最大竖向转角为1.82Xl{r3rad，纵梁梁端最大竖向转角为1.96Xl(r

4、3rad。最不利活载作用下，纵梁主要承受轴力和面内弯距，面外弯曲很小。纵梁轴力最大值在每节间分布均是在节间跨中较大，每节间轴力最大值成半波趋势，面内弯应力最值分布与轴应力分布相同。纵梁的轴力最大为436.8kN，发生在靠近下边桁第2根纵梁跨中处。纵梁的面内弯矩在各个节间分布均匀，位于-47.1kNm55.7kNm之间。纵梁的最大拉应力为46.5MPa，位于第四个节间跨十处，最大压应力为33.9MPa,位于巾支座处。2.2全桥空间有限元分析方法空间板梁单元法将主桁各杆件和桥面系纵、横梁（助）都采用空间梁单元模拟，桥面板用板壳单元模拟，空间板梁单元法能较好地反映桥梁结构实际情况，计算结果较精确

5、本章对ZXZH桥采用空间板梁法建立全桥空间有限模型进行有限元分析。ZJXZH桥为11联2XlOOiTi下承式变高度连续钢彬梁，本章对其中一联采用空间板梁法建立全桥空间有限元模型，用空间梁单元模拟主衍和桥面系纵、横梁(助）等构件，用板壳单元模拟钢桥面板，全桥有限元计算模型如图2-1。在全桥分析有限元模型中，支座设置如表2.1所示，DX标示多向活动支座，HX表示横向活动支座，ZX表示纵向活动支座，GD表示固定支座。最不利活载作用下，竖杆最大轴应力为27.2MPa，发生在中析E8节点处；最大面内弯曲应力为19.8MPa，发生在中術El节点处；最大面外弯曲应力为36.2MPa,发生在中祐ES节点处

6、；总应力最大值为-96MPa，发生在中析E5节点处。斜打最大轴应力为46.5MPa，发生在中裕E6节点右边斜杆处；最大面内弯III应力为20.9MPa，发生在中桁边支座斜杆处；面外弯曲应力最大值为20.0MPa,发生在中衍边支座斜朴处；总应力最大值为51.7Ml)a，发生在中析边支座斜ff处。3关键部位的选取和局部精细有限元模型.........283.1引言........283.2原设计方案桥面系构造........283.3关键部位的选取........293.4局部精细有限元分析方法........333.5关键部位精细有限元模型........373.6本章小结........4

7、24关键部位局部有限元分析........434.1引言........434.2E0端横梁局部分析........434.3E6节点横梁局部分析........454.4E8节点横梁局部分析........474.5E6右节间横梁局部分析........514.6关键部位疲劳应力幅分析........534.7本章小结........555纵、横梁(助)连接处构造细节的改善措施........575.1引言......