横隔板对波形钢腹板组合箱梁桥抗扭性能的影响
本文关键词:横隔板对波形钢腹板组合箱梁桥抗扭性能的影响 出处:《兰州交通大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:波形钢腹板预应力PC组合箱梁桥具有自重轻、受力明确、独特的手风琴效应减小预应力损失、腹板的预制减少工序和减小工期、外型美观、到达使用年限后可以对钢腹板回收再利用等优点,但是它的抗扭性能有所不足。工程上大多采用布置横隔板来提高其抗扭性能。本文从工程实际出发进行了横隔板对波形钢腹板箱梁桥抗扭性能影响的研究,主要研究成果如下:(1)进行了室内波形钢腹板模型梁设计和试验,选取合理的单元类型和材料属性进行ANSYS有限元模拟。结果表明,ANSYS有限元模型计算结果和试验梁的实验数据分析结果相互吻合良好。说明建模过程中钢腹板与顶、底板的连接选用刚性连接是可行的,建立的ANSYS模型是正确的。(2)模型试验梁的结果表明,箱梁无横隔板时在偏载作用下扭转很明显,其抗扭性能较差,添加横隔板可以提高抗扭性能,而且对控制混凝土的翘曲应力和钢腹板的剪应力都是有利的。(3)增加横隔板数量一定程度上提高了箱梁的抗扭性能,当横隔板数量达到一定时,箱梁的抗扭性能的提高幅度慢慢降低。横隔板对高跨比较大的波形钢腹板箱梁影响较大,对高跨比较小的箱梁影响较小。建议波形钢腹板箱梁设计时高跨比尽量在1/14到1/9之间。当高跨比大于1/9时,建议横隔板布置数量为1个,当高跨比大于1/14小于1/9时,建议横隔板布置数量为3个,当高跨比小于1/14时建议横隔板布置数量为5个。(4)加厚横隔板可以减小箱梁的畸变,增大抗扭性能。在扭转作用下横隔板聚集在一起比分散开布置对波形钢腹板箱梁整体抗扭性能的提高更有利,建议横隔板厚度设计为一个波形的平板长度。用钢板代替混凝土来设计横隔板有助于提高箱梁的抗扭性能。建议设计波形钢腹板箱梁时,横隔板采用等重量的钢板来代替。(5)横隔板的增加对波形钢腹板连续箱梁的抗弯性能提高不明显,对抗扭性能有一定的提高。连续箱梁在偏心集中荷载或偏心线荷载作用下布置一个横隔板之后,偏载挠度的减少就很少了。高跨比为1/7的连续箱梁建议设置横隔板数量为1个,横隔板间距为1/2L。在偏心集中荷载下剪应力最大出现在靠近3/4L的截面处,而不是荷载施加的1/2L截面附近。
[Abstract]:PC composite box girder bridge with prestressed corrugated steel webs has light weight, clear force, unique accordion effect to reduce the loss of prestress, prefabrication of web plate to reduce the process and duration, beautiful appearance. After reaching the service life, the steel web can be recycled and reused. However, the torsional resistance of the bridge is not good enough. In order to improve its torsion resistance, the transverse diaphragm is used to improve the torsion resistance. This paper studies the effect of the transverse diaphragm on the torsional performance of the corrugated steel web box girder bridge. The main research results are as follows: (1) the design and test of the model beam of indoor corrugated steel web are carried out, and the reasonable element types and material properties are selected for ANSYS finite element simulation. The results show that. The results of ANSYS finite element model and experimental data analysis are in good agreement with each other, which shows that it is feasible to select rigid connections between steel web and top and bottom plates in the process of modeling. The results of the ANSYS model test show that the torsion of box girder is obvious under the action of eccentric load, and the torsional performance of box girder is poor, and the torsional resistance of box girder can be improved by adding transverse diaphragm. Moreover, it is advantageous to control the warpage stress of concrete and shear stress of steel web.) increasing the number of transverse diaphragm improves the torsional performance of box girder to some extent, when the number of transverse diaphragm reaches a certain degree. The torsional resistance of box girder decreases slowly, and the transverse diaphragm has a great effect on the box girder with high span and large corrugated steel web. It is suggested that the ratio of height to span should be between 1/14 and 1/9 in the design of corrugated steel web box girders. When the ratio of height to span is greater than 1/9, the recommended number of transverse diaphragm arrangement is 1. When the ratio of height to span is greater than 1/14 and less than 1/9, it is suggested that the number of transverse spacers should be 3. When the ratio of height to span is less than 1/14, it is suggested that the number of transverse diaphragm arrangement is 5. 4) the thickening of the diaphragm can reduce the distortion of box girder. Increase the torsion resistance. Under the torsional action the transverse diaphragm gathered together is more favorable to the improvement of the overall torsional performance of the corrugated steel web box girder than the scattered opening arrangement. It is suggested that the thickness of transverse diaphragm should be designed as the length of a corrugated plate. The design of transverse diaphragm with steel plate instead of concrete is helpful to improve the torsional resistance of box girder. It is suggested that the design of box girder with corrugated steel webs should be carried out. The same weight steel plate is used to replace. 5) the increase of transverse diaphragm does not improve the bending performance of continuous box girder with corrugated steel webs. The torsional resistance of the continuous box girder is improved to a certain extent. After the continuous box girder is placed a transverse diaphragm under the action of eccentric concentrated load or eccentric line load. The reduction of deflection is very small. The number of transverse partitions for continuous box girders with a ratio of 1/7 to height is suggested to be 1. The maximum shear stress under eccentrically concentrated load is near the section of 3 / 4L, but not near the section of 1 / 2L applied by the load.
【学位授予单位】:兰州交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U441;U448.213
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,本文编号:1399752
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