钢桁腹-混凝土组合梁桥动力特性与冲击系数研究

发布时间：2023-04-20 23:25

　　钢桁腹-混凝土组合梁桥是一种将传统混凝土腹板替换为钢桁腹杆,在构造上由混凝土顶底板、钢桁腹杆、体内外预应力钢筋构成并共同工作的组合结构体系。移动车辆经过桥梁会引起桥梁的振动,桥梁设计中通常用动力冲击系数IM来表征移动车辆对桥梁的动力冲击作用,冲击系数的合理取值关系着桥梁设计的安全性。本文以钢桁腹-混凝土简支组合梁桥为研究对象,对其动力特性及移动车辆荷载作用下的车桥耦合振动响应进行了分析,为了解该新型组合结构的动力性能提供理论基础。主要研究工作和成果包括:(1)利用换算薄壁箱梁法,按照剪切刚度一致原则将钢桁腹杆等效为平钢腹板,并结合Hamilton原理推导了考虑桥梁剪切变形与箱梁截面剪滞效应的钢桁腹-混凝土简支组合梁桥的弯曲振动频率理论公式。(2)分析了跨高比、悬翼比、宽高比、腹杆截面形式与尺寸对钢桁腹-混凝土组合梁桥弯曲振动基频理论公式精度的影响,结果表明:悬翼比、宽高比、腹杆截面形式与尺寸对理论公式精度的影响较小,三者变化时,理论公式的精度均较高;跨高比对弯曲振动基频理论公式精度的影响较大,随着跨高比的减小,理论公式精度变差,当跨高比l/h取在8²5之间时,理论...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 立题背景及意义
    1.2 钢桁腹-混凝土组合梁桥的发展概况
    1.3 国内外钢桁腹-混凝土组合梁桥的研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 波形钢腹板PC组合箱梁桥动力特性研究概述
    1.5 公路桥梁车桥耦合及冲击系数研究概述
        1.5.1 国内外公路桥梁冲击系数规范汇总
        1.5.2 公路桥梁车桥耦合及冲击系数研究现状
    1.6 本文工程背景及主要研究内容
        1.6.1 工程背景
        1.6.2 主要研究内容
第2章 钢桁腹-混凝土组合梁桥动力特性研究
    2.1 前言
    2.2 钢桁腹-混凝土组合箱梁的弯曲振动方程
        2.2.1 钢桁腹-混凝土组合梁的等效梁
        2.2.2 弯曲振动方程的建立
    2.3 钢桁腹-混凝土组合箱梁桥的动力有限元模型
        2.3.1 静动载实验
        2.3.2 有限元模型建立
        2.3.3 结果对比
    2.4 钢桁腹-混凝土组合箱梁弯曲振动频率理论公式的验证
    2.5 结构参数对钢桁腹-混凝土简支梁自振频率理论公式精度的影响
        2.5.1 跨高比
        2.5.2 宽高比
        2.5.3 悬翼比
        2.5.4 腹杆截面形式及尺寸
        2.5.5 结构参数随机组合
    2.6 本章小结
第3章 车桥耦合振动数值分析方法
    3.1 前言
    3.2 车桥耦合振动分析原理
        3.2.1 车辆模型及振动方程
        3.2.2 桥梁动力平衡方程
        3.2.3 位移联系方程及车桥相互作用
    3.3 基于ANSYS的车桥耦合振动求解方法
        3.3.1 模型建立
        3.3.2 求解方法
        3.3.3 本文方法的算例验证
    3.4 桥面不平整度影响分析方法
        3.4.1 路面不平度模拟
        3.4.2 桥面不平度影响分析方法
    3.5 本章小结
第4章 钢桁腹-混凝土组合箱梁桥冲击系数的计算分析
    4.1 前言
    4.2 数值模拟
        4.2.1 桥梁模型
        4.2.2 车辆模型
    4.3 钢桁腹-混凝土组合箱梁桥车桥耦合振动影响因素分析
        4.3.1 工况设定与冲击系数计算
        4.3.2 加载模式影响分析
        4.3.3 车速影响分析
        4.3.4 桥面不平整度影响分析
    4.4 钢桁腹-混凝土简支组合梁桥冲击系数计算分析
        4.4.1 参数选取与工况设定
        4.4.2 不同桥面不平度下冲击系数均值与规范值比较
        4.4.3 超规情况统计
        4.4.4 车速对动力冲击系数的影响
        4.4.5 不同响应类型冲击系数对比分析
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 主要工作与结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
作者简介



本文编号：3795368