GFRP桁架人行桥的极限承载力研究与优化设计
发布时间:2020-12-21 10:21
FRP桁架桥是最近二十年新发展起来的新材料桁架桥,它轻质高强,具有架设速度快、抗腐蚀能力强、抗疲劳以及抗震性能好等特性,满足现代桥梁结构提出的更高要求。随着FRP桁架桥在国内外的应用和研究越来越多,其安全储备也备受关注,极限承载能力成为研究的焦点之一。论文以某市博物馆人行天桥作为研究背景,应用非线性分析方法研究GFRP桁架人行桥的极限承载能力,并根据结构的材料参数和尺寸参数对桥梁进行优化分析。主要内容如下:(1)研究了GFRP桁架拱桥所用材料的本构关系,介绍了FRP拉挤型材的一些力学基本理论,从材料力学的角度研究FRP单层板和层合板应力-应变关系,以及材料失效的判据,为后续章节的研究提供材料参数。(2)对桁架拱桥进行了结构设计,包括拱肋设计、主梁设计以及横撑设计;结合工程实际用ANSYS建立有限元模型,给出了有限元模型建立的详细过程;对GFRP桁架拱桥进行了模态分析、变形分析和受力分析,有限元分析结果表明,人群荷载作用下最大应力出现在拱肋跨中截面的节点处。(3)首先研究了影响拱桥结构极限承载能力的几何非线性因素,接着研究了线弹性分析方法下GFRP桁架拱桥的稳定安全系数,并给出了活荷载系...
【文章来源】:华北水利水电大学河南省
【文章页数】:68 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
北京密云GFRP蜂窝箱梁公路桥
绪论3图1-1北京密云GFRP蜂窝箱梁公路桥图1-2茅以升公益桥Figure1-1BeijingMiyunGFRPhoneycombBoxGirderHighwayBridgeFigure1-2maoyishengpublicservicebridge现有的FRP桥梁根据使用条件的不同,主要分为轻型FRP桥梁和快速应急FRP桥梁。前者的主要部件或全部部件均由FRP材料制成,大大减轻了上部结构的重量,适合建造人行天桥而其良好的景观效果也易受到人们的喜爱。目前,轻型FRP桥梁结构的形式有以下应用[10]:桁架桥:其基本构件由拉挤型材制成,构件之间的连接以螺栓连接或胶粘连接为主,例如瑞士的Pontresina桥和莫斯科的花园大街步行桥,见图1-3(a)。梁桥:FRP梁桥主要由具有较大横截面的拉挤型材或RTM型材的主梁建造,例如美国的ClearCrack桥[11],如图1-3(b)。吊桥:普通的吊索仍使用传统的钢吊索,但主梁由FRP拉挤型材组装而成,例如英国的威尔科特桥[11],如图1-3(c)。斜拉桥:主梁,斜拉索可以由FRP材料制成,例如北京密云区新建的FRP桥和苏格兰的Aberfeldy桥,如图1-3(d)。拱桥:使用FRP管混凝土或FRP型材作为主拱圈,并使用FRP桥面板,例如波兰波兹南的FRP桥和西班牙的Lleida桥[11],如图1-3(e)所示。a.莫斯科的花园大街人行桥b.美国的ClearCrack桥
不同结构
【参考文献】:
期刊论文
[1]基于遗传算法与ANSYS的结构优化方法研究[J]. 耿贺松,陈博文,李明伟,杨璨. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2019(04)
[2]HDR隔震支座梁桥横向碰撞参数的研究[J]. 安振伟,胡远琳,康斌锴. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2017(01)
[3]钢桁架桥的设计分析与优化综述[J]. 沈圣,杨鸣,王欣如,杨湛,牛畅. 山西建筑. 2015(15)
[4]基于可靠度指标的桁架优化研究[J]. 周书敬,张东敏,徐志聪. 钢结构. 2014(01)
[5]纤维增强复合材料拉挤型材桁架桥静动力性能研究[J]. 冯鹏,田野,覃兆平. 工业建筑. 2013(06)
[6]桁架结构尺寸和形状协同优化方法研究[J]. 张振伟,姚卫星,周琳,张华. 航空工程进展. 2012(02)
[7]FRP人行天桥的结构性能与设计指标研究[J]. 冯鹏,金飞飞,叶列平. 建筑科学与工程学报. 2011(03)
[8]钢桁架拱桥的结构优化分析[J]. 雷霄雯,杨刚,史金星,李晓莉. 大连海事大学学报. 2009(03)
[9]钢管混凝土拱桥稳定与极限承载力研究及参数分析[J]. 曾昭东,李传习,曾永革. 中外公路. 2009(03)
[10]FRP在桥梁结构中的应用与发展[J]. 李建辉,邓宗才,杜修力. 公路. 2007(04)
博士论文
[1]纤维/树脂复合材料多尺度结构对力学性能的影响[D]. 屈鹏.山东大学 2012
[2]复合材料层合板铺层设计与离散结构选型优化方法研究[D]. 侯玉品.大连理工大学 2013
硕士论文
[1]GFRP桁架桥的力学性能分析与试验研究[D]. 陈思鹏.东南大学 2017
[2]复合材料连接结构强度研究与失效分析[D]. 刘坤良.郑州大学 2014
[3]飞燕式拱桥极限承载力研究[D]. 李源.长安大学 2012
[4]飞燕式钢管混凝土拱桥稳定性分析[D]. 田路.武汉理工大学 2011
[5]基于可靠性的简支钢桁架桥优化设计方法[D]. 李鑫奎.大连海事大学 2008
本文编号:2929667
【文章来源】:华北水利水电大学河南省
【文章页数】:68 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
北京密云GFRP蜂窝箱梁公路桥
绪论3图1-1北京密云GFRP蜂窝箱梁公路桥图1-2茅以升公益桥Figure1-1BeijingMiyunGFRPhoneycombBoxGirderHighwayBridgeFigure1-2maoyishengpublicservicebridge现有的FRP桥梁根据使用条件的不同,主要分为轻型FRP桥梁和快速应急FRP桥梁。前者的主要部件或全部部件均由FRP材料制成,大大减轻了上部结构的重量,适合建造人行天桥而其良好的景观效果也易受到人们的喜爱。目前,轻型FRP桥梁结构的形式有以下应用[10]:桁架桥:其基本构件由拉挤型材制成,构件之间的连接以螺栓连接或胶粘连接为主,例如瑞士的Pontresina桥和莫斯科的花园大街步行桥,见图1-3(a)。梁桥:FRP梁桥主要由具有较大横截面的拉挤型材或RTM型材的主梁建造,例如美国的ClearCrack桥[11],如图1-3(b)。吊桥:普通的吊索仍使用传统的钢吊索,但主梁由FRP拉挤型材组装而成,例如英国的威尔科特桥[11],如图1-3(c)。斜拉桥:主梁,斜拉索可以由FRP材料制成,例如北京密云区新建的FRP桥和苏格兰的Aberfeldy桥,如图1-3(d)。拱桥:使用FRP管混凝土或FRP型材作为主拱圈,并使用FRP桥面板,例如波兰波兹南的FRP桥和西班牙的Lleida桥[11],如图1-3(e)所示。a.莫斯科的花园大街人行桥b.美国的ClearCrack桥
不同结构
【参考文献】:
期刊论文
[1]基于遗传算法与ANSYS的结构优化方法研究[J]. 耿贺松,陈博文,李明伟,杨璨. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2019(04)
[2]HDR隔震支座梁桥横向碰撞参数的研究[J]. 安振伟,胡远琳,康斌锴. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2017(01)
[3]钢桁架桥的设计分析与优化综述[J]. 沈圣,杨鸣,王欣如,杨湛,牛畅. 山西建筑. 2015(15)
[4]基于可靠度指标的桁架优化研究[J]. 周书敬,张东敏,徐志聪. 钢结构. 2014(01)
[5]纤维增强复合材料拉挤型材桁架桥静动力性能研究[J]. 冯鹏,田野,覃兆平. 工业建筑. 2013(06)
[6]桁架结构尺寸和形状协同优化方法研究[J]. 张振伟,姚卫星,周琳,张华. 航空工程进展. 2012(02)
[7]FRP人行天桥的结构性能与设计指标研究[J]. 冯鹏,金飞飞,叶列平. 建筑科学与工程学报. 2011(03)
[8]钢桁架拱桥的结构优化分析[J]. 雷霄雯,杨刚,史金星,李晓莉. 大连海事大学学报. 2009(03)
[9]钢管混凝土拱桥稳定与极限承载力研究及参数分析[J]. 曾昭东,李传习,曾永革. 中外公路. 2009(03)
[10]FRP在桥梁结构中的应用与发展[J]. 李建辉,邓宗才,杜修力. 公路. 2007(04)
博士论文
[1]纤维/树脂复合材料多尺度结构对力学性能的影响[D]. 屈鹏.山东大学 2012
[2]复合材料层合板铺层设计与离散结构选型优化方法研究[D]. 侯玉品.大连理工大学 2013
硕士论文
[1]GFRP桁架桥的力学性能分析与试验研究[D]. 陈思鹏.东南大学 2017
[2]复合材料连接结构强度研究与失效分析[D]. 刘坤良.郑州大学 2014
[3]飞燕式拱桥极限承载力研究[D]. 李源.长安大学 2012
[4]飞燕式钢管混凝土拱桥稳定性分析[D]. 田路.武汉理工大学 2011
[5]基于可靠性的简支钢桁架桥优化设计方法[D]. 李鑫奎.大连海事大学 2008
本文编号:2929667
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