基于试验的轨道交通U型梁力学性能研究
发布时间：2023-03-04 00:26
随着国家现代化的高速发展,轨道交通建设日新月异,可靠的轨道线路成为了城市内交通不可或缺的基础设施。高架线路作为一种适应能力强的轨道交通敷设方式也得到了相应发展。近十年来高架线路的U型梁高架桥作为一种较新型的轨道高架梁式桥结构,更是得到了迅速的发展。同传统的梁桥结构相比,其具有安全、美观、防噪及经济等优点,逐渐受到行业内人士的关注。同时对于其结构及受力特点等方面的研究还在不断深入和完善过程中。国内对U型梁的研究集中在其结构特点、静力特点、剪力滞效应、动力效应、疲劳效应等方面。有限的应用案例中也都使用在车辆行驶速度不高,承载力要求不高的项目中。文章根据设计车速高达160km/h的某30m预应力砼U型梁高架桥项目,对这种结构的刚度、强度、受力特性等完成了试验分析和计算研究。试验采用足尺试验,方法采取锚桩反作用梁加载方式,在加载过程中除垂直载荷试验外,还加载水平荷载。模拟了列车撞击桥梁腹板工况,相较于以往的U梁研究有了更加丰富的试验数据与分析工况。本论文所依托的工程设计车速高,有砟轨道和新型市域车大大增加了U梁所要承受的荷载,这些状况在以往的工程项目中未曾见到,本文的研究内容可为之后U型梁桥的...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 本文研究背景
1.2 U梁的特点
1.2.1 结构特点
1.2.2 受力特点
1.2.3 断面形式
1.3 城市轨道交通U型梁的研究现状
1.4 本文研究内容
1.4.1 选题依据
1.4.2 研究目的和意义
1.4.3 本文研究内容
第2章 混凝土结构极限承载力理论分析及数值模拟
2.1 引言
2.2 材料非线性理论
2.2.1 屈服准则
2.2.2 塑性流动法则
2.2.3 硬化特性
2.2.4 线性化协调条件
2.2.5 增量方程的积分
2.2.6 本构模型
2.3 几何非线性理论
2.4 基于MIDAS/FEA的极限承载力计算说明
2.4.1 求解极限承载力的方法
2.4.2 FEA软件中的迭代方法
2.4.3 FEA软件中的收敛标准
2.4.4 FEA中避免局部受压导致不收敛的方法
2.5 U梁桥非线性MIDAS/FEA实体模型的建立
2.5.1 本构模型的建立
2.5.2 荷载及加载工况
2.5.3 极限状态判定的方法
2.6 小结
第3章 试验方案
3.1 反力桩静载试验法
3.2 外观检测及测量
3.2.1 外观检测
3.2.2 几何尺寸复核
3.2.3 力学性能试验
3.3 试验方案
3.3.1 试验工况及加载步骤
3.3.2 试验测点布置
3.3.3 加载方法
3.3.4 试验加载方案设计
3.3.5 基频及模态测试
3.3.6 试验数据处理
3.4 小结
第4章 试验结果与计算分析比较
4.1 U梁基频模态分析
4.2 竖向弯曲静载试验结果分析
4.2.1 梁体刚度评定
4.2.2 抗裂性能评定
4.2.3 梁体变形分析
4.2.4 混凝土表面应变分析
4.2.5 钢筋应力分析
4.2.6 主应变分析
4.2.7 垂直弯曲静载试验结果总结
4.3 水平弯曲静载测验
4.3.1 梁中部受力时梁体变形分析
4.3.2 梁中部受力时混凝土表面应变分析
4.3.3 梁端受力时梁体变形分析
4.3.4 梁端受力时混凝土表面应变分析
4.3.5 水平弯曲静载试验结果总结
4.4 竖向破坏弯曲静载试验
4.4.1 挠度分析
4.4.2 弯曲应力/应变分析
4.4.3 主应变分析
4.4.4 裂缝发育过程分析
4.4.5 竖向破坏弯曲静载试验总结
4.5 水平破坏弯曲静载试验
4.5.1 中部工况结果
4.5.2 端部工况结果
4.5.3 水平破坏弯曲静载试验总结
4.6 小结
4.6.1 非破坏静载试验总结
4.6.2 破坏静载试验总结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢
本文编号：3753386
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 本文研究背景
1.2 U梁的特点
1.2.1 结构特点
1.2.2 受力特点
1.2.3 断面形式
1.3 城市轨道交通U型梁的研究现状
1.4 本文研究内容
1.4.1 选题依据
1.4.2 研究目的和意义
1.4.3 本文研究内容
第2章 混凝土结构极限承载力理论分析及数值模拟
2.1 引言
2.2 材料非线性理论
2.2.1 屈服准则
2.2.2 塑性流动法则
2.2.3 硬化特性
2.2.4 线性化协调条件
2.2.5 增量方程的积分
2.2.6 本构模型
2.3 几何非线性理论
2.4 基于MIDAS/FEA的极限承载力计算说明
2.4.1 求解极限承载力的方法
2.4.2 FEA软件中的迭代方法
2.4.3 FEA软件中的收敛标准
2.4.4 FEA中避免局部受压导致不收敛的方法
2.5 U梁桥非线性MIDAS/FEA实体模型的建立
2.5.1 本构模型的建立
2.5.2 荷载及加载工况
2.5.3 极限状态判定的方法
2.6 小结
第3章 试验方案
3.1 反力桩静载试验法
3.2 外观检测及测量
3.2.1 外观检测
3.2.2 几何尺寸复核
3.2.3 力学性能试验
3.3 试验方案
3.3.1 试验工况及加载步骤
3.3.2 试验测点布置
3.3.3 加载方法
3.3.4 试验加载方案设计
3.3.5 基频及模态测试
3.3.6 试验数据处理
3.4 小结
第4章 试验结果与计算分析比较
4.1 U梁基频模态分析
4.2 竖向弯曲静载试验结果分析
4.2.1 梁体刚度评定
4.2.2 抗裂性能评定
4.2.3 梁体变形分析
4.2.4 混凝土表面应变分析
4.2.5 钢筋应力分析
4.2.6 主应变分析
4.2.7 垂直弯曲静载试验结果总结
4.3 水平弯曲静载测验
4.3.1 梁中部受力时梁体变形分析
4.3.2 梁中部受力时混凝土表面应变分析
4.3.3 梁端受力时梁体变形分析
4.3.4 梁端受力时混凝土表面应变分析
4.3.5 水平弯曲静载试验结果总结
4.4 竖向破坏弯曲静载试验
4.4.1 挠度分析
4.4.2 弯曲应力/应变分析
4.4.3 主应变分析
4.4.4 裂缝发育过程分析
4.4.5 竖向破坏弯曲静载试验总结
4.5 水平破坏弯曲静载试验
4.5.1 中部工况结果
4.5.2 端部工况结果
4.5.3 水平破坏弯曲静载试验总结
4.6 小结
4.6.1 非破坏静载试验总结
4.6.2 破坏静载试验总结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢
本文编号：3753386
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