新型管翼缘组合梁桥多工况静动力性能研究
发布时间：2021-05-15 01:49
近几年来,随着经济的迅速发展和人民日益增长的生活需求,新型的桥梁结构应运而生。新型管翼缘组合梁是把传统钢-混组合梁中工字钢的平钢板上翼缘用钢管混凝土代替的新型组合结构。目前国内学者大多对单根梁的受力特性进行研究,对完整桥梁的受力性能研究较少。甘肃G109线的新型管翼缘组合梁桥是目前国内最大跨度的管翼缘组合梁桥,研究这种桥在多种工况下的受力特性可为今后此类桥梁的设计工作提供参考。本文依托于甘肃G109线的城市新型高架桥项目,通过有限元软件ABAQUS对K9+895K10+058段的新型管翼缘组合梁桥进行了多种工况下的静动力分析,主要工作内容如下:（1）根据已有的项目资料,建立精细化的全桥模型,其中,钢结构部分采用壳单元进行模拟,混凝土采用实体单元进行模拟,支座采用弹簧单元进行模拟。对网格进行精细化划分,充分考虑不同构件之间的力学受力行为,确定不同构件之间的耦合性。（2）对管翼缘组合梁的吊装过程进行模拟分析,发现管翼缘组合梁在4步吊装顺序下的应力和变形满足规范要求。针对连续斜交管翼缘组合梁桥施加不同的静力工况荷载,分析管翼缘组合梁的截面受力特性。建立相同跨径的正交桥进...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：121 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 钢-混组合梁的发展概况
1.2.1 钢-混组合梁国外发展概况
1.2.2 钢-混组合梁国内发展概况
1.3 钢管-混凝土组合梁的发展概况
1.3.1 钢管-混凝土组合梁的国外发展概况
1.3.2 钢管-混凝土组合梁的国内发展概况
1.4 地震及桥梁震害
1.5 本文研究意义和主要内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 主要内容
第2章 新型管翼缘组合梁桥有限元模型建立
2.1 工程概况
2.1.1 桥梁上部结构形式及尺寸
2.1.2 桥梁下部结构形式及尺寸
2.1.3 桥梁技术标准
2.1.4 材料及计算参数选择
2.2 有限元模型的建立
2.2.1 有限元软件简介
2.2.2 单元选择和网格划分
2.2.3 材料参数
2.2.4 定义接触
2.2.5 边界约束
2.3 本章小结
第3章 管翼缘组合梁桥的静力仿真分析
3.1 管翼缘组合梁施工过程分析
3.2 管翼缘组合梁桥静力荷载工况
3.3 斜交管翼缘组合梁桥的受力特性分析
3.3.1 方钢管应力分析
3.3.2 腹板应力分析
3.3.3 底板应力分析
3.3.4 混凝土应力分析
3.3.5 结构整体变形分析
3.4 正交管翼缘组合梁桥的受力特性对比分析
3.4.1 方钢管应力分析
3.4.2 腹板应力分析
3.4.3 底板应力分析
3.4.4 混凝土应力分析
3.4.5 结构整体变形分析
3.5 传统钢-混组合梁桥的受力特性对比分析
3.5.1 传统钢-混组合梁桥的模型建立
3.5.2 传统钢-混组合梁桥的应力分析
3.5.3 传统钢-混组合梁桥的整体变形分析
3.6 管翼缘组合梁桥参数分析
3.6.1 混凝土等级影响
3.6.2 上翼缘含钢率影响
3.7 本章小结
第4章 新型斜交管翼缘组合梁桥动力特性分析
4.1 桥梁自震特性分析
4.1.1 模态分析方法
4.1.2 整体有限元模型模态分析结果
4.2 抗震性能分析条件
4.2.1 时程分析法
4.2.2 结构阻尼设置
4.2.3 地震波的选取原则
4.2.4 地震波的选取和输入
4.2.5 荷载工况
4.3 纵向地震作用下结构响应分析
4.3.1 不同地震波下结构加速度分析
4.3.2 不同地震波下结构位移分析
4.3.3 不同地震波下结构内力分析
4.3.4 不同地震波下结构等效应力分析
4.4 横向地震作用下结构响应分析
4.4.1 不同地震波下结构加速度分析
4.4.2 不同地震波下结构位移分析
4.4.3 不同地震波下桥墩内力分析
4.4.4 不同地震波下结构等效应力分析
4.5 双向地震作用下结构响应分析
4.5.1 不同地震波下结构加速度分析
4.5.2 不同地震波下结构相对位移分析
4.5.3 不同地震波下结构内力分析
4.5.4 不同地震波下结构等效应力分析
4.6 竖向地震作用对结构的抗震性能的影响
4.6.1 竖向地震作用下结构位移分析
4.6.2 竖向地震作用下结构等效应力分析
4.7 本章小结
第5章 桥墩的抗冲击性能分析
5.1 冲击物直径影响
5.1.1 冲击力分析
5.1.2 位移分析
5.1.3 应力分析
5.2 冲击速度影响
5.2.1 冲击力分析
5.2.2 位移分析
5.2.3 应力分析
5.3 滚石撞击位置的影响
5.3.1 冲击力分析
5.3.2 位移分析
5.3.3 应力分析
5.4 本章小结
结论和展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
附录 B 攻读学位期间所参与项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]波形钢腹板-钢管混凝土翼缘组合梁的受弯性能分析[J]. 刘梓锋,王志宇,周夏芳. 建筑结构学报. 2019(S1)
[2]圆管翼缘钢-混凝土新型组合梁负弯矩区力学性能试验研究[J]. 朱经纬,王春生,翟晓亮. 工程力学. 2018(12)
[3]预应力钢筋混凝土连续梁桥地震响应分析[J]. 杨城,李春良,季东航. 吉林建筑大学学报. 2018(03)
[4]圆管翼缘钢-混凝土新型组合梁极限抗弯承载力与延性[J]. 朱经纬,王春生,翟晓亮,刘浩,崔志强. 交通运输工程学报. 2018(01)
[5]钢-混凝土组合梁桥的截面弹性抗弯承载力计算方法研究[J]. 黄侨,郭赵元,万世成,杨明. 中国公路学报. 2017(03)
[6]双管翼缘钢-混凝土新型组合梁抗弯性能试验[J]. 王春生,朱经纬,翟晓亮,王晓平,刘浩. 中国公路学报. 2017(03)
[7]钢-混凝土组合梁剪力滞效应弹性解析解[J]. 李法雄,聂建国. 工程力学. 2011(09)
[8]钢-混凝土组合梁抗裂性能的试验研究[J]. 樊健生,聂建国,张彦玲. 土木工程学报. 2011(02)
[9]矩形钢管混凝土上翼缘梁静力性能分析[J]. 武振宇,成博,何嘉. 低温建筑技术. 2009(09)
[10]考虑收缩、徐变及开裂影响的组合梁长期受力性能研究（Ⅰ）——试验及计算[J]. 樊健生,聂建国,王浩. 土木工程学报. 2009(03)
硕士论文
[1]钢-混凝土组合连续梁桥运营状态下受力性能研究[D]. 吕改锋.安徽建筑大学 2019
[2]铁路刚构—连续组合梁桥地震响应分析[D]. 方传俊.重庆交通大学 2018
[3]矩形钢管混凝土上翼缘组合梁抗弯性能试验研究[D]. 付烨.东北石油大学 2016
[4]五边形钢管混凝土翼缘组合梁整体稳定性能研究[D]. 张丹虹.华中科技大学 2014
[5]圆钢管混凝土翼缘—组合梁桥应用研究[D]. 郑霜杰.长安大学 2010
[6]上翼缘为矩形钢管混凝土的工字形梁静力性能的实验研究[D]. 成博.哈尔滨工业大学 2009
[7]带钢管混凝土上翼缘的钢—高性能混凝土组合梁抗剪性能试验研究[D]. 翟晓亮.长安大学 2009
[8]带圆管翼缘的钢—高性能混凝土组合梁抗弯性能试验研究[D]. 李宝瑞.长安大学 2008
[9]钢—混组合梁翼缘有效宽度研究[D]. 欧阳明.长安大学 2007
[10]部分剪力连接钢—混凝土简支组合梁滑移性能研究[D]. 孙文彬.河海大学 2001
本文编号：3186714
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：121 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 钢-混组合梁的发展概况
1.2.1 钢-混组合梁国外发展概况
1.2.2 钢-混组合梁国内发展概况
1.3 钢管-混凝土组合梁的发展概况
1.3.1 钢管-混凝土组合梁的国外发展概况
1.3.2 钢管-混凝土组合梁的国内发展概况
1.4 地震及桥梁震害
1.5 本文研究意义和主要内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 主要内容
第2章 新型管翼缘组合梁桥有限元模型建立
2.1 工程概况
2.1.1 桥梁上部结构形式及尺寸
2.1.2 桥梁下部结构形式及尺寸
2.1.3 桥梁技术标准
2.1.4 材料及计算参数选择
2.2 有限元模型的建立
2.2.1 有限元软件简介
2.2.2 单元选择和网格划分
2.2.3 材料参数
2.2.4 定义接触
2.2.5 边界约束
2.3 本章小结
第3章 管翼缘组合梁桥的静力仿真分析
3.1 管翼缘组合梁施工过程分析
3.2 管翼缘组合梁桥静力荷载工况
3.3 斜交管翼缘组合梁桥的受力特性分析
3.3.1 方钢管应力分析
3.3.2 腹板应力分析
3.3.3 底板应力分析
3.3.4 混凝土应力分析
3.3.5 结构整体变形分析
3.4 正交管翼缘组合梁桥的受力特性对比分析
3.4.1 方钢管应力分析
3.4.2 腹板应力分析
3.4.3 底板应力分析
3.4.4 混凝土应力分析
3.4.5 结构整体变形分析
3.5 传统钢-混组合梁桥的受力特性对比分析
3.5.1 传统钢-混组合梁桥的模型建立
3.5.2 传统钢-混组合梁桥的应力分析
3.5.3 传统钢-混组合梁桥的整体变形分析
3.6 管翼缘组合梁桥参数分析
3.6.1 混凝土等级影响
3.6.2 上翼缘含钢率影响
3.7 本章小结
第4章 新型斜交管翼缘组合梁桥动力特性分析
4.1 桥梁自震特性分析
4.1.1 模态分析方法
4.1.2 整体有限元模型模态分析结果
4.2 抗震性能分析条件
4.2.1 时程分析法
4.2.2 结构阻尼设置
4.2.3 地震波的选取原则
4.2.4 地震波的选取和输入
4.2.5 荷载工况
4.3 纵向地震作用下结构响应分析
4.3.1 不同地震波下结构加速度分析
4.3.2 不同地震波下结构位移分析
4.3.3 不同地震波下结构内力分析
4.3.4 不同地震波下结构等效应力分析
4.4 横向地震作用下结构响应分析
4.4.1 不同地震波下结构加速度分析
4.4.2 不同地震波下结构位移分析
4.4.3 不同地震波下桥墩内力分析
4.4.4 不同地震波下结构等效应力分析
4.5 双向地震作用下结构响应分析
4.5.1 不同地震波下结构加速度分析
4.5.2 不同地震波下结构相对位移分析
4.5.3 不同地震波下结构内力分析
4.5.4 不同地震波下结构等效应力分析
4.6 竖向地震作用对结构的抗震性能的影响
4.6.1 竖向地震作用下结构位移分析
4.6.2 竖向地震作用下结构等效应力分析
4.7 本章小结
第5章 桥墩的抗冲击性能分析
5.1 冲击物直径影响
5.1.1 冲击力分析
5.1.2 位移分析
5.1.3 应力分析
5.2 冲击速度影响
5.2.1 冲击力分析
5.2.2 位移分析
5.2.3 应力分析
5.3 滚石撞击位置的影响
5.3.1 冲击力分析
5.3.2 位移分析
5.3.3 应力分析
5.4 本章小结
结论和展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
附录 B 攻读学位期间所参与项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]波形钢腹板-钢管混凝土翼缘组合梁的受弯性能分析[J]. 刘梓锋,王志宇,周夏芳. 建筑结构学报. 2019(S1)
[2]圆管翼缘钢-混凝土新型组合梁负弯矩区力学性能试验研究[J]. 朱经纬,王春生,翟晓亮. 工程力学. 2018(12)
[3]预应力钢筋混凝土连续梁桥地震响应分析[J]. 杨城,李春良,季东航. 吉林建筑大学学报. 2018(03)
[4]圆管翼缘钢-混凝土新型组合梁极限抗弯承载力与延性[J]. 朱经纬,王春生,翟晓亮,刘浩,崔志强. 交通运输工程学报. 2018(01)
[5]钢-混凝土组合梁桥的截面弹性抗弯承载力计算方法研究[J]. 黄侨,郭赵元,万世成,杨明. 中国公路学报. 2017(03)
[6]双管翼缘钢-混凝土新型组合梁抗弯性能试验[J]. 王春生,朱经纬,翟晓亮,王晓平,刘浩. 中国公路学报. 2017(03)
[7]钢-混凝土组合梁剪力滞效应弹性解析解[J]. 李法雄,聂建国. 工程力学. 2011(09)
[8]钢-混凝土组合梁抗裂性能的试验研究[J]. 樊健生,聂建国,张彦玲. 土木工程学报. 2011(02)
[9]矩形钢管混凝土上翼缘梁静力性能分析[J]. 武振宇,成博,何嘉. 低温建筑技术. 2009(09)
[10]考虑收缩、徐变及开裂影响的组合梁长期受力性能研究（Ⅰ）——试验及计算[J]. 樊健生,聂建国,王浩. 土木工程学报. 2009(03)
硕士论文
[1]钢-混凝土组合连续梁桥运营状态下受力性能研究[D]. 吕改锋.安徽建筑大学 2019
[2]铁路刚构—连续组合梁桥地震响应分析[D]. 方传俊.重庆交通大学 2018
[3]矩形钢管混凝土上翼缘组合梁抗弯性能试验研究[D]. 付烨.东北石油大学 2016
[4]五边形钢管混凝土翼缘组合梁整体稳定性能研究[D]. 张丹虹.华中科技大学 2014
[5]圆钢管混凝土翼缘—组合梁桥应用研究[D]. 郑霜杰.长安大学 2010
[6]上翼缘为矩形钢管混凝土的工字形梁静力性能的实验研究[D]. 成博.哈尔滨工业大学 2009
[7]带钢管混凝土上翼缘的钢—高性能混凝土组合梁抗剪性能试验研究[D]. 翟晓亮.长安大学 2009
[8]带圆管翼缘的钢—高性能混凝土组合梁抗弯性能试验研究[D]. 李宝瑞.长安大学 2008
[9]钢—混组合梁翼缘有效宽度研究[D]. 欧阳明.长安大学 2007
[10]部分剪力连接钢—混凝土简支组合梁滑移性能研究[D]. 孙文彬.河海大学 2001
本文编号：3186714
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