市政·交通·水利工程设计』 Municipal- ·Water Re$oltrce8·EngineerlngDes l
斜 拉 桥 钢 一 混 结 合 段 应 力 特 征 分 析
Study on the Stress Characteristics of Steel-- M ixing Section of Cable—Stayed Bridge
张峰
(招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆 400067)
ZHANG Feng
(ChinaMerchantsSteamshipCompanyChongqingTransportationScientificResearchDesignInstituteLimitedCompany，Chongqing
400067，China)
【摘 要】以某斜拉桥钢．混结合段为研究对象，利用ABAQUS通用有限元软件建立钢·混凝土结合段三维有限元模型，
根据计算得到的结合段位置处最不利工况内力，对钢．混凝土结合段进行局部应力及结合段受力规律进行分析，为进一步
改善设计提出依据。
[Abstractl Taking a cable．stayed bridge steel combined section as the research object，using the geneml finite element software of
ABAQUS steel and concrete combination section of3 D finite element model is established，according to the combination ofthe
calculated period oflocation the most unfavorable condition ofinternal forces，local stress analysis was carried out on the steel and
concretecombinationperiod，atthesametime，theregularityofcombination sectionisanalyzed，inordertofurtherimprovethedesign
basis．
【关键词】钢一混凝土结合段；应力：计算分析
[Keywordslsteel—concretecombinationsection；stress；calculationandanalysis
【中图分类号]U448．27 【文献标志码】A 【文章编号】1007．9467(2018)06．0165．02
[DOII 10．13616／j．cnki．geisysj．2018．06．050
1 引 言
目前，钢 ．混凝土结构混合梁主要在斜拉桥上应用较多，
基于国内外钢 ．混凝土凝土结合段研究及应用情况 ，从受力
角度看，钢 一混凝土结合段主梁构造方式划分主要有 4种，而
具体连接构造则多种多样[】-4]。钢 ．混凝土结合段连接方式有
全截面连接填充混凝土方案、全截面连接承压板方案 、部分连
接填充混凝土方案、部分连接承压板方案。
本文以某混合梁斜拉桥为例 ，针对该桥设计的钢 ．混凝
土结合段结构进行有限元数值模拟 ，验证结构的合理陛。
【作者简介】张峰(1972～)，男，陕西城固人，高级工程师，从事路桥
设计与研究。
2 工 程 概 况
某跨江大桥两端连接隧道 ，边跨采用混凝土箱梁 ，中跨为
钢箱梁，按双线城市轨道交通设计，桥面全宽 1 9．6m。该桥总共
设置了 2个钢 ．混凝土结合段 ，结合段均位于主跨侧距离主
塔中心 6．0m处。采用有格室钢 ．混凝土结构，如图 1所示。结
合部钢箱梁格室内采用焊钉作为连接件，以抵抗混凝土和钢
结构的相对滑移和剥离，同时对结合段混凝土施加预应力以
防止应力集中引起开裂。
3 钢 一混 凝 土 结 合 段 分 析 模 型
3．1 分析 模 型建立
采用MidasCivil2013进行全桥总体结构计算，本文按照
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l工程建设与设计 lCo~truclion＆L}eslgnF f ，
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＼ ＼预应力钢束 ． 1500 1500 3000 l000
图 l钢 ．混凝土结合段立面示意图(单位：rum)
《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002．1—2005)要求，考虑主力
与一个方向(主要是顺桥向)rH,-J"加力的最不利情况组合。根据
单项内力极值原则，即辅力最大和最小，弯矩最大和最小工
况，提取主梁钢 ．混凝上结合段断面的内力。
3．2 材 料特 性
钢结构采川 Q345，弹性模量E=206GPa，泊松比 0．3；混凝
上采．L}』C55，弹性模量 E=34．5 GPa，油松比 0．2；预也力钢绞线
采用 1860钢绞线，弹性模量 195 GPa，油松比0-3。
3．3 边 界条件 和荷 载
在整体计算模型中，按单项内力极值原Ⅱ!ljj导到 4种最不
利工况，即工况 l，最小轴力；工况 2，最大辅力；工况 3，最大弯
矩；工况 4，最小弯短。钢一混凝上结合段中．钢板与混凝上采
J}丰j焊钉结合，受力较为复杂 。由于本文计算时不考虑焊钉 自
身强度，故假设弹性状态下钢板与混凝上黏结完好，可协 三
变形，且忽略摩擦作用。本文采．}}j ABAQUS中 Embedded -
Region方法 崃 模拟混凝土与钢板的相 作用。 睿：：：
钢绞线与混凝上分圳单独建模 ，即采朋分离式模型 ， ． - 1I4
且同样利刖 Embedded Region方法模拟钢筋与混凝上的相 书-16
互作用。" 叉IL' -{|的钢绞线初始张扣应力为 1 395MPa，考虑到交
际情况下的预应力损失，模拟时仅仅施加 1 000MPa张拉 应
力。采朋等效降温法[8】来模拟顺应力对结构的影响 ，即在第 1
个荷载步，对钢绞线施』Jfl张拉应力的
斜拉桥钢—混结合段应力特征分析 (6)（论文）.pdf
