波形钢腹板组合箱梁畸变效应分析
发布时间：2021-07-17 13:14
波形钢腹板组合箱梁是继预应力混凝土箱梁后的一种新型结构形式,起源于法国,随后也普及到日本等国。该结构较混凝土箱梁可以有效提高预应力效率、减小梁体自重、加快施工进度,可避免混凝土腹板开裂的问题,因此应用范围广泛。本文通过理论分析和有限元数值模拟计算,对波形钢腹板组合箱梁的畸变效应进行了深入系统的研究。本文主要研究内容包括以下几个方面:（1）运用基于势能驻值原理的能量变分法,推导波形钢腹板组合梯形箱梁的畸变控制微分方程,采用初参数法对其畸变内力和畸变位移进行求解,推导得到组合箱梁在集中荷载及均布荷载下的畸变内力和畸变位移表达式。通过数值算例,对比了波形钢腹板组合箱梁与传统混凝土箱梁的畸变翘曲应力,结果表明,波形钢腹板组合箱梁的最大畸变翘曲应力是混凝土箱梁最大畸变翘曲应力的1.69倍。（2）运用板梁框架法推导波形钢腹板组合矩形箱梁的畸变控制微分方程,利用弹性地基梁比拟法对其畸变内力和畸变位移进行求解,通过数值算例,对比了波形钢腹板组合箱梁与传统混凝土箱梁的畸变翘曲应力,结果表明,波形钢腹板组合箱梁的最大畸变翘曲应力是混凝土箱梁最大畸变翘曲应力的1.50倍。（3）利用空间有限元分析法分析并验证...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土箱梁图
在土木工程事业发展的进程中，世界著名学者在不断的发现和创新，1928 年，法国著名学者弗列西涅(Freyssinet)第一次在混凝土结构中施加预应力钢筋，如图 1.1 所示[1]这一举措很快在世界范围内流行，相比之前的技术，这种新型的混凝土技术依靠着自身独有的优势得到了广泛的使用和推广。正是预应力混凝土具有抗裂性好、刚度大及可以提高受压构件稳性，所以世界范围内的结构形式逐渐都被预应力混凝土结构所代替。但是随着经济技术的快速发展对交通量的需求越来越大以及土木桥梁技术的飞快进步，对桥梁结构的形式及性能方面要求越来越高，而且预应力混凝土箱梁腹板容易受环境影响而导致的开裂、挠度不断等问题不容小觑。因此如何在保持梁体结构性能不降低的前提下减轻梁体的自重，提高桥梁的跨越能力是接下来整个研究领域的最新研究目标。混凝土箱梁的主要组成部分是顶底板、悬臂板及腹板，对顶底板及悬臂板的厚度减小研究已经达到承受能力的极限。而通过改善腹板来达到结构最优仍有很大的研究空间。目前对腹板的改进主要有两个方向：第一，对传统混凝土箱梁腹板施加体外预应力束，可以避免预应力钢筋对腹板空间的利用，从而提高腹板空间的利用率；第二，改善腹板的材料，实现减轻自重的目的。
兰州交通大学硕士学位论文工程设计师的不断努力和研究中，日本对该类桥梁的建设作出了巨大的贡献，在本国陆续建成了大量波形钢腹板组合箱梁这种新型结构形式，根据相关资料统计，在日本已经有超过 200 多座此类组合桥梁在建或已建成[5]，成为世界上拥有这种新型桥梁结构最多的国家。日本在波形钢腹板组合箱梁桥领域不断探索和研究，不仅拓展和丰富了此类结构形式的应用范围，也促进了该类结构形式的设计与施工。
【参考文献】：
期刊论文
[1]波形钢腹板组合曲线箱梁畸变效应分析[J]. 丁汉山,韩国顺. 特种结构. 2018(06)
[2]结构参数对大跨波形钢腹板箱梁桥动力特性的影响[J]. 桂水荣,张政韬,陈水生. 桥梁建设. 2018(04)
[3]波形钢腹板PC组合箱梁动力性能研究综述[J]. 李宏江. 建筑钢结构进展. 2018(04)
[4]波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁扭转与畸变研究进展[J]. 李宏江. 建筑结构学报. 2017(07)
[5]波形钢腹板PC组合箱梁桥构造简述[J]. 罗鹏. 江西建材. 2017(06)
[6]基于势能驻值原理的薄壁箱梁畸变效应分析[J]. 张元海,刘泽翔,林丽霞,周茂定. 中南大学学报(自然科学版). 2016(10)
[7]单箱双室波形钢腹板箱梁扭转与畸变性能研究[J]. 马磊,万水,蒋正文. 中国公路学报. 2016(10)
[8]偏心荷载作用下波形钢腹板PC组合梁的力学特性[J]. 王圣保. 中国公路学报. 2012(06)
[9]波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应的比拟杆法求解[J]. 周茂定,刘世忠,杨子江. 兰州交通大学学报. 2012(04)
[10]波形钢腹板箱梁畸变应力分析[J]. 杨丙文,黎雅乐,万水,张建东. 东南大学学报(自然科学版). 2011(05)
博士论文
[1]波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应问题研究[D]. 吴文清.东南大学 2002
硕士论文
[1]横隔板对大跨度变截面波形钢腹板连续箱梁桥受力性能的影响研究[D]. 程平.华东交通大学 2018
[2]波形钢腹板—钢管混凝土组合结构箱梁桥的扭转和畸变研究[D]. 白博.西安建筑科技大学 2017
[3]波形钢腹板PC组合箱梁桥静力特性分析[D]. 苗守举.华东交通大学 2016
[4]波形钢腹板组合箱梁桥横隔板数量设计优化研究[D]. 郭晓燕.郑州大学 2016
[5]大跨径波形钢腹板PC组合箱梁扭转和畸变效应分析[D]. 杨星星.重庆交通大学 2015
[6]波形钢腹板组合梁桥顶底板与钢腹板连接方式研究[D]. 刘欢.兰州交通大学 2015
[7]薄壁箱梁的约束扭转和畸变效应分析[D]. 胡玉茹.兰州交通大学 2015
[8]大跨径波形钢腹板PC箱形桥梁的腹板稳定性研究[D]. 朱珊莹.重庆交通大学 2013
[9]薄壁箱梁畸变效应分析[D]. 欧见仁.长沙理工大学 2013
[10]波形钢腹板PC组合箱梁桥力学特性关键影响因素研究[D]. 聂细锋.西南交通大学 2012
本文编号：3288245
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土箱梁图
在土木工程事业发展的进程中，世界著名学者在不断的发现和创新，1928 年，法国著名学者弗列西涅(Freyssinet)第一次在混凝土结构中施加预应力钢筋，如图 1.1 所示[1]这一举措很快在世界范围内流行，相比之前的技术，这种新型的混凝土技术依靠着自身独有的优势得到了广泛的使用和推广。正是预应力混凝土具有抗裂性好、刚度大及可以提高受压构件稳性，所以世界范围内的结构形式逐渐都被预应力混凝土结构所代替。但是随着经济技术的快速发展对交通量的需求越来越大以及土木桥梁技术的飞快进步，对桥梁结构的形式及性能方面要求越来越高，而且预应力混凝土箱梁腹板容易受环境影响而导致的开裂、挠度不断等问题不容小觑。因此如何在保持梁体结构性能不降低的前提下减轻梁体的自重，提高桥梁的跨越能力是接下来整个研究领域的最新研究目标。混凝土箱梁的主要组成部分是顶底板、悬臂板及腹板，对顶底板及悬臂板的厚度减小研究已经达到承受能力的极限。而通过改善腹板来达到结构最优仍有很大的研究空间。目前对腹板的改进主要有两个方向：第一，对传统混凝土箱梁腹板施加体外预应力束，可以避免预应力钢筋对腹板空间的利用，从而提高腹板空间的利用率；第二，改善腹板的材料，实现减轻自重的目的。
兰州交通大学硕士学位论文工程设计师的不断努力和研究中，日本对该类桥梁的建设作出了巨大的贡献，在本国陆续建成了大量波形钢腹板组合箱梁这种新型结构形式，根据相关资料统计，在日本已经有超过 200 多座此类组合桥梁在建或已建成[5]，成为世界上拥有这种新型桥梁结构最多的国家。日本在波形钢腹板组合箱梁桥领域不断探索和研究，不仅拓展和丰富了此类结构形式的应用范围，也促进了该类结构形式的设计与施工。
【参考文献】：
期刊论文
[1]波形钢腹板组合曲线箱梁畸变效应分析[J]. 丁汉山,韩国顺. 特种结构. 2018(06)
[2]结构参数对大跨波形钢腹板箱梁桥动力特性的影响[J]. 桂水荣,张政韬,陈水生. 桥梁建设. 2018(04)
[3]波形钢腹板PC组合箱梁动力性能研究综述[J]. 李宏江. 建筑钢结构进展. 2018(04)
[4]波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁扭转与畸变研究进展[J]. 李宏江. 建筑结构学报. 2017(07)
[5]波形钢腹板PC组合箱梁桥构造简述[J]. 罗鹏. 江西建材. 2017(06)
[6]基于势能驻值原理的薄壁箱梁畸变效应分析[J]. 张元海,刘泽翔,林丽霞,周茂定. 中南大学学报(自然科学版). 2016(10)
[7]单箱双室波形钢腹板箱梁扭转与畸变性能研究[J]. 马磊,万水,蒋正文. 中国公路学报. 2016(10)
[8]偏心荷载作用下波形钢腹板PC组合梁的力学特性[J]. 王圣保. 中国公路学报. 2012(06)
[9]波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应的比拟杆法求解[J]. 周茂定,刘世忠,杨子江. 兰州交通大学学报. 2012(04)
[10]波形钢腹板箱梁畸变应力分析[J]. 杨丙文,黎雅乐,万水,张建东. 东南大学学报(自然科学版). 2011(05)
博士论文
[1]波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应问题研究[D]. 吴文清.东南大学 2002
硕士论文
[1]横隔板对大跨度变截面波形钢腹板连续箱梁桥受力性能的影响研究[D]. 程平.华东交通大学 2018
[2]波形钢腹板—钢管混凝土组合结构箱梁桥的扭转和畸变研究[D]. 白博.西安建筑科技大学 2017
[3]波形钢腹板PC组合箱梁桥静力特性分析[D]. 苗守举.华东交通大学 2016
[4]波形钢腹板组合箱梁桥横隔板数量设计优化研究[D]. 郭晓燕.郑州大学 2016
[5]大跨径波形钢腹板PC组合箱梁扭转和畸变效应分析[D]. 杨星星.重庆交通大学 2015
[6]波形钢腹板组合梁桥顶底板与钢腹板连接方式研究[D]. 刘欢.兰州交通大学 2015
[7]薄壁箱梁的约束扭转和畸变效应分析[D]. 胡玉茹.兰州交通大学 2015
[8]大跨径波形钢腹板PC箱形桥梁的腹板稳定性研究[D]. 朱珊莹.重庆交通大学 2013
[9]薄壁箱梁畸变效应分析[D]. 欧见仁.长沙理工大学 2013
[10]波形钢腹板PC组合箱梁桥力学特性关键影响因素研究[D]. 聂细锋.西南交通大学 2012
本文编号：3288245
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