钢箱梁畸变效应及其影响因素分析
发布时间：2021-10-17 04:07
钢箱梁在目前的桥梁建设中已经成为主流的桥型,与混凝土箱梁相比钢箱梁的壁厚相对较薄因此其畸变效应也更加显著。本文首先通过对畸变效应经典理论进行推导和解释,阐述了箱梁畸变分析中常见的概念和畸变效应背后的力学原理。随后本文对钢箱梁畸变效应的各种影响因素进行了深入的研究,最后着重分析了钢箱梁在可忽略畸变效应时其合理横隔板间距的取值问题。为了探索畸变效应的最佳计算方式,本文将箱梁畸变经典理论解、有限元实体单元解、壳体单元解与畸变翘曲正应力实验实测值进行对比后发现,ABAQUS中经过减缩积分和沙漏控制的4节点薄壳单元S4R对箱梁畸变效应的计算精度最高,从而为畸变效应的进一步研究打下了基础。通过开展正交实验,分析了箱梁横隔板间距、横隔板刚度、截面宽高比、箱壁厚度这几个因素对畸变效应的影响显著性程度。本项研究表明箱梁壁厚和横隔板间距这两个因素对畸变效应的影响程度远大于截面宽高比和横隔板刚度。因此本文指出,在实际工程中减小钢箱梁畸变效应最经济合理的做法是在钢箱梁内部设置多个较薄的横隔板。通过分析不同截面宽高比的箱梁在可忽略畸变效应时的横隔板间距,本文先提出了当横隔板间距与箱梁横截面最大尺寸的比值d/b≤...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
箱梁由于扭转发生翘曲根据结构的约束情况不同，矩形截面的刚性扭转又可以分为自由扭转和约束
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-20-()""121311dMvvEIEh===+’"22222dMvEIEb==’(2-13)"42442dMvEIEb==’当箱梁截面发生畸变变形时，根据下图所示的几何关系可以把左下角的畸变角表达成h、v方向位移的函数：图2-12畸变角的计算示意图根据上图，左下角γ的大小可以近似表示为：22vhbh=+其中：02hhuh+=由于：v13042hhuvvvv====所以：1324+vvvvbh++=(2-14)为了得到γ与d2的关系，所以对上式求两阶导，目的是使上式与式(2-13)进行联立，联立后得到：
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-31-层；壳体单元划分尺寸为5mm，模型细节如下图所示：图3-1畸变荷载的施加图3-2边界条件（两端固结）图3-3实体单元整体模型（透视图）图3-4实体单元网格划分图3-5壳体单元整体模型（透视图）图3-6壳体单元网格划分模型中所施加的畸变荷载的大小按第2章的计算方法确定：P2P1P4P3图3-7模型中畸变荷载的施加其中：134VPP=P=24=4VPbPPh=
【参考文献】：
期刊论文
[1]正交异性钢桥面板疲劳问题的研究进展[J]. 张清华,卜一之,李乔. 中国公路学报. 2017(03)
[2]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)
[3]带悬臂板薄壁箱梁的扭转和畸变分析[J]. 徐勋,叶华文,强士中. 铁道学报. 2015(10)
[4]正交异性钢桥面板足尺模型疲劳试验[J]. 唐亮,黄李骥,刘高,王春生,付炳宁. 土木工程学报. 2014(03)
[5]薄壁箱梁畸变分析理论的研究[J]. 徐勋,强士中. 工程力学. 2013(11)
[6]横隔板及几何特征对钢箱梁畸变效应的影响[J]. 张莉. 铁道工程学报. 2013(08)
[7]横隔板对薄壁钢箱梁扭转效应影响分析[J]. 王辉. 结构工程师. 2013(02)
[8]横隔板对薄壁钢箱梁纵向正应力的影响[J]. 李海锋,罗永峰. 建筑结构学报. 2010(S1)
[9]横隔板对钢箱梁受力畸变的分析[J]. 刘小渝,孙童龄. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2007(05)
[10]横隔板的设置对两端简支钢板箱形梁畸变的影响分析[J]. 王立福,单欣. 工业建筑. 2006(S1)
硕士论文
[1]单索面钢箱梁斜拉桥扭转性能研究[D]. 韩剑.哈尔滨工业大学 2018
[2]薄壁箱梁畸变效应分析[D]. 王晨光.兰州交通大学 2018
[3]混凝土薄壁箱梁扭转与畸变效应数值分析[D]. 伍绍慧.湖南科技大学 2012
[4]薄壁箱梁畸变效应研究[D]. 刘志翁.兰州交通大学 2011
[5]横隔板间距对矩形截面薄壁杆件畸变的影响[D]. 李育楷.华侨大学 2002
本文编号：3441080
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
箱梁由于扭转发生翘曲根据结构的约束情况不同，矩形截面的刚性扭转又可以分为自由扭转和约束
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-20-()""121311dMvvEIEh===+’"22222dMvEIEb==’(2-13)"42442dMvEIEb==’当箱梁截面发生畸变变形时，根据下图所示的几何关系可以把左下角的畸变角表达成h、v方向位移的函数：图2-12畸变角的计算示意图根据上图，左下角γ的大小可以近似表示为：22vhbh=+其中：02hhuh+=由于：v13042hhuvvvv====所以：1324+vvvvbh++=(2-14)为了得到γ与d2的关系，所以对上式求两阶导，目的是使上式与式(2-13)进行联立，联立后得到：
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-31-层；壳体单元划分尺寸为5mm，模型细节如下图所示：图3-1畸变荷载的施加图3-2边界条件（两端固结）图3-3实体单元整体模型（透视图）图3-4实体单元网格划分图3-5壳体单元整体模型（透视图）图3-6壳体单元网格划分模型中所施加的畸变荷载的大小按第2章的计算方法确定：P2P1P4P3图3-7模型中畸变荷载的施加其中：134VPP=P=24=4VPbPPh=
【参考文献】：
期刊论文
[1]正交异性钢桥面板疲劳问题的研究进展[J]. 张清华,卜一之,李乔. 中国公路学报. 2017(03)
[2]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)
[3]带悬臂板薄壁箱梁的扭转和畸变分析[J]. 徐勋,叶华文,强士中. 铁道学报. 2015(10)
[4]正交异性钢桥面板足尺模型疲劳试验[J]. 唐亮,黄李骥,刘高,王春生,付炳宁. 土木工程学报. 2014(03)
[5]薄壁箱梁畸变分析理论的研究[J]. 徐勋,强士中. 工程力学. 2013(11)
[6]横隔板及几何特征对钢箱梁畸变效应的影响[J]. 张莉. 铁道工程学报. 2013(08)
[7]横隔板对薄壁钢箱梁扭转效应影响分析[J]. 王辉. 结构工程师. 2013(02)
[8]横隔板对薄壁钢箱梁纵向正应力的影响[J]. 李海锋,罗永峰. 建筑结构学报. 2010(S1)
[9]横隔板对钢箱梁受力畸变的分析[J]. 刘小渝,孙童龄. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2007(05)
[10]横隔板的设置对两端简支钢板箱形梁畸变的影响分析[J]. 王立福,单欣. 工业建筑. 2006(S1)
硕士论文
[1]单索面钢箱梁斜拉桥扭转性能研究[D]. 韩剑.哈尔滨工业大学 2018
[2]薄壁箱梁畸变效应分析[D]. 王晨光.兰州交通大学 2018
[3]混凝土薄壁箱梁扭转与畸变效应数值分析[D]. 伍绍慧.湖南科技大学 2012
[4]薄壁箱梁畸变效应研究[D]. 刘志翁.兰州交通大学 2011
[5]横隔板间距对矩形截面薄壁杆件畸变的影响[D]. 李育楷.华侨大学 2002
本文编号：3441080
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