钢混接头局部受力分析

本文 针对 ２个 计 算 工况 （ 最 大剪 力 和 最 大弯
矩工 况） ， 分 别计 算 了混凝 土梁 端 面 、 钢梁、 剪 力钉
结 合段 分析模 型混 凝 土梁远 端截 面采 用 固结
约束， 在钢梁 远 端 截 面施 加 内力 组合 。荷 载按 照 结 合 段各关 心截 面上 的控制 内力 为依 据 。各断 面
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ － ０ ３ — ０ ４
的受力 情况 。下 面将 分别 进行 阐述 （ 注： 结果 图 形中， 在未 说 明前 提 下 ， 单 位分 别 为 ｋ Ｎ， ｋ Ｎ・ ｍ，
ｋ Ｐａ ）。
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７ ９ ９ ｇ（ 钢 导粱前段）
６ ９ ９ ８ （ 钢导粱中段一）
４ ３ ９ ８ （ 铜导梁中段二）
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载工况 ， 分 析 了在 ２ 种 最 不 利 工 况 下 的应 力 状 态 。结 果 表 明 ， 除 部 分 结 合 处 存 在 应 力 集 中 现象 外 ， 结构总体受力合理 ， 应力满足要求 。
关 键 词 钢 混 结 合 段 有限元 剪力钉 应 力
随着桥 梁建 设 的 发展 ， 钢混 组 合 的 桥 梁结 构
刘 博 朱 疆
（ １ ． 中 铁 大 桥勘 测设 计 院集 团公 司 武汉 ４ ３ ０ ０ ５ ０ ； ２ ． 荆 门九 衢 路 桥 工 程 有 限公 司 荆 门 ４ ４ ８ ０ ０ ０ ）
摘
要Leabharlann 运 用 有 限 元 软 件 对 某 桥 临 时 钢 混结 合段 结 构 进行 实 体 分 析 ， 根 据 运 营 过 程 中 的 最 不 利 荷
上 的内力 （ 轴力 和剪力 ） 都 通过 截 面均布力 施 加到 模型上， 弯矩 和 转 矩则 通 过 延 伸 一段 刚臂 施 加 力
偶 实 现 。钢一 混 凝 土结合 处结 构 的模 拟 ， 在 计算 时 忽略 钢板 与混凝 土 的粘 结 作 用 ， 钢 板 与混 凝 土 之
间通过 剪力 钉及 Ｐ Ｂ Ｉ 键传递 。另外 ， 通 过耦 合 承
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图 １ 桥梁立面布置示意 图（ 单位： ａｍ） ｒ
计算采用 ａ ｎ ｓ ｙ ｓ ｙ软 件 计 算 分 析 ， 钢一 混 凝 土 结 合段 混凝 土采 用 体单 元 模 拟 ， 钢 梁 采 用壳 单 元
模 拟 。整个 结合 段模 型有 单元 ２ ５ ０ ０ ０个 ， 总共 节 点数 为 １ ２ ０ ０ ０个 。计算模 型 见 图 ２ 。
总第 ２ ６ ４期 ２ ０ １ ４年 第 ３期
Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
交
通
科
技
Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎｏ． ２６ ４
Ｎｏ ．３ Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ４
钢 混 接 头局 部 受 力 分 析
表明， 钢一 混 凝 土组合 结 构在 实 际受力 状 况与 采用 弹性模 量 比值 换算 成单 一材 料时计 算结 果存 在一 定 差 异 。因此 ， 对 于钢一 混凝 土结 合段 重要 的受力
２ ０ ０ ００
某 混凝 土箱 型 梁桥 顶 推 施 工 ， 设 置 钢 箱 型 边
主梁做 临 时导梁 。见 图 １ 。
结 构 部位 ， 需 确 保 其 有足 够 的抗 弯 、 压、 剪受 力 性
能和钢一 混 凝土 连接 强度 。
１ 结 构 模 型
形 式越 来 越 多 。钢一 混 结合 段 是 钢 梁 和混 凝 土 梁 ２种 不 同材 质 的箱 梁 对 接 过 渡 构 造 ， 结 合 部 内力
传 递 复杂 ， 是 控 制 设 计 的关 键 部 位 之 一＿ １ ］ 。研 究
压板 处 的 钢 板 和 混 凝 土 节 点 模 拟 压 力 接 触 。
钢一 混 凝 土 结 合 段 整体 仿 真 分 析 模 型 主要 用 以分
析结 合段各 部 分 总体 应 力 的 分 布情 况 、 剪力 钉 以
及 Ｐ Ｂ Ｌ键 的 受 力 情 况 。
２ 计 算结 果
图 ２ 计 算 模 型 图