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空间钢管桁架结构外形简洁、流畅、美观，跨越能力大，被广泛应用于体育馆、航站楼等大型公共场所，而由空间钢管桁架与混凝土翼缘板通过各种接触而形成的组合桁架梁也正被广泛应用在桥梁结构中。相对于传统箱梁桥而言，空间钢管桁架代替了其腹板和底板，桁架上弦杆通过剪力连接件把钢桁架和混凝土翼板连接起来，形成组合结构体系桥梁。与普通钢－混凝土组合梁桥相比，空间钢管桁架组合梁桥更具有承载能力高，抗弯刚度、稳定性和整体性好，且结构轻盈、施工简便、造价低等优点。
空间“倒三角形”圆钢管桁架混凝土组合梁桥是一种新型桥梁结构形式，其横向是由两片共用同一下弦杆件的倾斜桁架，通过２根上弦杆件上焊接的连接件与混凝土翼板连接而成，腹杆布置采用Warren桁架结构形式，上、下弦和腹杆杆件皆采用圆形钢管。梁端支点采用“Y”形三点支撑，如图所示。
通常为了解新型结构的力学特性，往往会通过试验和计算加以验证，同样也可采用可靠的数学分析模型，对其结构性能进行有限元分析，这既能达到研究的目的，又可节省研究或开发费用。该文结合一榀空间倒三角形桁架组合梁模型的加载试验，通过采用非线性有限元软件Abaqus建立有限元模型，对结构在加载荷载作用下的受力性能进行分析，并探讨不同设计参数对其极限承载力性能的影响规律。
空间倒三角形管桁架组合模型梁总长度为3000 mm，计算跨径为2640 mm，管桁架上弦杆与下弦杆轴心高度为350 mm，两上弦杆轴心宽度为500 mm，混凝土板宽1200 mm，板厚100 mm。试件结构尺寸及支撑情况如图所示。上、下弦杆采用Q345B级钢，腹杆和拉杆采用Q235B级钢，上弦杆为76 mmx4 mm，下弦杆为108 mmx4 mm，腹杆为48 mmx3 mm，拉杆为33 mmx3 mm。各杆件采用E43型焊条进行焊接连接。翼缘板混凝土设计强度为C40，混凝土板采用双层配筋，横向钢筋，纵向钢筋。采用开孔板连接件，开孔板尺寸为3000 mm×30 mm×3 mm，开孔直径为10 mm，开孔间距为100 mm。为了防止加载试验时支承处弦管局部发生压陷和腹杆压屈，在钢管桁架支撑处的弦杆和腹杆内灌注C25混凝土。
在试验梁计算跨径三分点处，采用四点对称加载。
材料性能测试结果：混凝土轴心抗压强度标准值为33.3 MPa，弹性模量为3.48×e4 MPa。上弦杆屈服强度为479 MPa、弹性模量为2.01×e5 MPa，下弦杆屈服强度为501 MPa、弹性模量为2.06×e5 MPa，腹杆屈服强度为393 MPa、弹性模量为1.88×e5 MPa，拉杆屈服强度为421 MPa、弹性模量为1.96×e5 MPa。
有限元分析模型的尺寸参数、加载方式、加载点材料参数等皆与试验梁相同。建模时混凝土本构关系采用塑性损伤模型，钢材本构关系采用双折线模型。
在整体空间有限元模型中，组合桁架梁的混凝土翼缘板采用实体单元Solid模拟，混凝土板中普通钢筋采用线单元Wire模拟；钢桁架上、下弦杆和腹杆均采用壳单元Shell模拟，混凝土翼缘板与上弦杆的连接采用Tie（绑定约束）模拟，运用Abaqus有限元软件计算。模型坐标原点位于组合梁左端下弦杆位置，以X方向为组合梁的纵向方向，Y方向为组合梁的竖向方向，Z方向为组合梁的横向方向。在组合梁一端约束X、Y和Z共3个方向的位移为0，而另一端约束Y和Z两个方向的位移为0。求解过程考虑几何非线性和材料非线性，采用位移加载的方式施加荷载，利用Amplitudes建立加载规律。
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