波纹钢腹板PC组合箱梁桥施工过程仿真和腹板稳定性分析

发布时间：2017-08-31 03:40

  本文关键词：波纹钢腹板PC组合箱梁桥施工过程仿真和腹板稳定性分析

  更多相关文章： 波纹钢腹板 施工阶段 非线性 剪切屈曲稳定性 参数分析

【摘要】：波纹钢腹板PC组合箱梁桥凭借其在构造上的优势和良好的受力性能在国内外得到广泛应用。波纹钢腹板代替混凝土腹板是该桥型独特之处,因此,保障桥梁受力、变形、腹板稳定性方面等满足要求是该类桥梁建设成败的关键。论文以某大跨波纹钢腹板桥为依托,运用Midas/Civil对其施工过程进行仿真模拟,运用有限元分析软件Ansys进行腹板稳定性参数分析,主要研究内容分为以下几点:(1)用Midas/Civil建立空间有限元模型,分析结构在施工阶段受力,确保材料强度满足设计要求,不发生屈服;(2)根据模型计算结果,给出了全桥的预拱度;(3)控制体内预应力筋和体外预应力筋的初始张拉应力,分析体外束不同比例对全桥受力和变形的影响。(4)控制腹板厚度、梁高、直板段长度、波高、倾角等参数,建立多个波纹钢腹板有限元模型,对模型进行特征值屈曲计算;按特征值屈曲一阶模态一定变形比例计入非线性分析的初始几何缺陷,并考虑材料非线性、几何非线性的影响做非线性屈曲分析,得到相关载荷—位移曲线和非线性屈曲强度计算值;(5)对比模型计算结果和理论公式计算结果,分析理论公式的适用性和可靠性,研究屈曲后强度对结构的影响。通过研究分析,得出了以下结论:(1)波纹钢腹板PC组合箱梁桥在悬臂施工阶段受力与传统连续梁桥类似;(2)合理地增大体外预应力束的比例有利于优化结构受力和减小跨中扰度;(3)腹板厚度、波折角度的增大,能够有效提高腹板的剪切屈曲荷载;腹板高度和直板段长度的增大,会使结构承受外荷载的能力降低,波纹高度的增大在一定范围内可以有效的增加腹板抗剪屈曲强度,后随着波纹高度的增加承载能力降低。(4)波纹钢腹板剪切屈曲强度受板厚、直板段长度、腹板高的影响不大,倾角对抗剪屈曲强度的作用明显,若增大倾角的同时增大波高,波形钢腹板会倾向于发生整体屈曲。
【关键词】：波纹钢腹板 施工阶段 非线性 剪切屈曲稳定性 参数分析
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.4
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-14
• 符号14-15
• 1 绪论15-27
• 1.1 概述15-21
• 1.1.1 波纹钢腹板PC组合箱梁桥的发展15-20
• 1.1.2 波纹钢腹板桥的优缺点20-21
• 1.2 国内外研究成果21-23
• 1.2.1 国外研究成果21-22
• 1.2.2 国内研究成果22-23
• 1.3 波纹钢腹板PC组合箱梁桥的施工方法23-25
• 1.3.1 满堂支架法23-24
• 1.3.2 悬臂施工法24
• 1.3.3 Rap.con/RW工法24
• 1.3.4 顶推施工法24-25
• 1.3.5 装配式拼装施工法25
• 1.4 研究的主要内容以及思路25-27
• 2 稳定性相关的理论和方法27-41
• 2.1 概述27
• 2.2 结构的两类稳定问题27-28
• 2.2.1 分支点失稳27
• 2.2.2 极值点失稳27-28
• 2.3 稳定临界荷载的计算方法28-32
• 2.3.1 静力平衡法28
• 2.3.2 铁木辛柯能量法28-31
• 2.3.3 瑞利—里兹法31-32
• 2.4 桥梁稳定性有限元分析法32-36
• 2.4.1 结构弹性稳定分析32-34
• 2.4.2 结构非线性稳定分析34-36
• 2.5 弹性屈曲强度计算公式36-38
• 2.6 非线性屈曲强度计算公式38-39
• 2.7 本章小结39-41
• 3 波纹钢腹板PC组合箱梁桥仿真计算41-75
• 3.1 概述41-49
• 3.1.1 工程概况41-48
• 3.1.2 技术标准48
• 3.1.3 主要材料和节段划分48-49
• 3.2 Midas仿真模型的建立49-53
• 3.2.1 结构的定义49-50
• 3.2.2 边界的定义50-51
• 3.2.3 荷载的定义51-52
• 3.2.4 施工阶段的定义52-53
• 3.3 仿真运算结果分析53-66
• 3.3.1 应力内力分析54-65
• 3.3.2 预应力损失分析65-66
• 3.4 施工阶段线性控制66-70
• 3.4.1 预拱度相关计算方法66-67
• 3.4.2 施工预拱度67
• 3.4.3 成桥预拱度67-70
• 3.5 体外预应力敏感度分析70-73
• 3.5.1 参数和工况的选择70-71
• 3.5.2 主梁受力和变形分析71-73
• 3.6 本章小结73-75
• 4 腹板稳定性参数分析75-101
• 4.1 概述75
• 4.2 Ansys有限元模型的建立75-77
• 4.3 腹板特征值屈曲分析77-89
• 4.3.1 不同板厚特征值屈曲77-79
• 4.3.2 不同腹板高度特征值屈曲79-82
• 4.3.3 不同波高特征值屈曲82-84
• 4.3.4 不同倾角特征值屈曲84-86
• 4.3.5 不同直板长度段特征值屈曲86-89
• 4.4 非线性屈曲分析89-99
• 4.4.1 不同板厚非线性屈曲分析89-91
• 4.4.2 不同腹板高度非线性屈曲分析91-93
• 4.4.3 不同波高非线性屈曲分析93-95
• 4.4.4 不同倾角非线性屈曲分析95-97
• 4.4.5 不同直板段长非线性屈曲分析97-99
• 4.5 本章小结99-101
• 5 结论和展望101-103
• 5.1 结论101
• 5.2 展望101-103
• 致谢103-105
• 参考文献105-109
• 附录 作者在攻读学位期间取得的科研成果109

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋建永,张树仁,吕建鸣;波纹钢腹板剪切屈曲分析中初始缺陷的模拟和影响程度分析[J];公路交通科技;2004年05期

2 苏俭;刘钊;;波纹钢腹板桥梁的腹板优化设计探讨[J];现代交通技术;2009年03期

3 狄谨;周绪红;乔朋;孔祥福;于坤;侯健;;波纹钢腹板屈曲性能(英文)[J];交通运输工程学报;2009年03期

4 侯艳红;;波纹钢腹板组合梁的发展及应用[J];交通科技;2010年06期

5 孙建民;;波纹钢腹板的剪切屈曲荷载影响因素分析[J];黑龙江交通科技;2012年04期

6 王浩瀚;廖若华;李启祥;;波纹钢腹板预应力混凝土箱梁抗剪受力性能[J];广东建材;2012年06期

7 胡晓龙;王清远;谭莲飞;;焊接孔对波纹钢腹板梁力学性能的影响[J];四川大学学报(工程科学版);2013年S1期

8 周绪红;孔祥福;侯健;程德林;狄谨;;波纹钢腹板组合箱梁的抗剪受力性能[J];中国公路学报;2007年02期

9 任红伟;;波纹钢腹板预应力混凝土箱梁弯曲性能试验研究[J];铁道学报;2008年01期

10 许莉;房贞政;陈凌秀;;几何参数对预应力波纹钢腹板连续箱梁屈曲荷载的影响研究[J];华中师范大学学报(自然科学版);2010年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王福敏;;钢腹板预应力混凝土箱梁桥的发展及其应用现状[A];中国钢协钢-混凝土组合结构协会第六次年会论文集（下册）[C];1997年

2 王秀菊;张剑峰;刘志国;;某大桥波纹钢腹板制作技术研究[A];2013年全国钢结构技术学术交流会论文集[C];2013年

3 周绪红;狄谨;游金兰;张茜;;波纹钢腹板预应力混凝土箱梁抗扭性能试验研究[A];中国钢协钢-混凝土组合结构分会第十一次年会论文集[C];2007年

4 袁书成;吴彦增;王清远;谭莲飞;;焊缝尺寸对波纹钢腹板梁应力集中影响的有限元分析[A];第22届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2013年

5 谭莲飞;王清远;彭泽维;;波纹钢腹板梁应力集中分析[A];四川省力学学会2010年学术大会论文集[C];2010年

6 任红伟;;波纹钢腹板预应力混凝土箱梁弯曲性能试验研究[A];中国钢协钢-混凝土组合结构分会第十一次年会论文集[C];2007年

7 张均洁;刘保东;任红伟;;预应力对波纹钢腹板箱梁动力特性的影响分析[A];中国钢协钢-混凝土组合结构分会第十一次年会论文集[C];2007年

8 章世祥;刘玉擎;;波折钢腹板组合箱梁桥设计[A];中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会论文集[C];2005年

9 贺君;刘玉擎;陈艾荣;武建敏;;利用折形钢腹板先行架设组合箱梁桥施工过程分析[A];第十八届全国桥梁学术会议论文集（下册）[C];2008年

10 刘军;马文;仝丽珍;赵修领;;高锰系列H型钢腹板裂纹的研究与控制[A];第四届中国金属学会青年学术年会论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 毕仁忠　张韶军;波纹钢腹板预应力组合箱梁桥建设有了技术保障[N];中国交通报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 杨明;波纹钢腹板箱梁桥转向装置和剪力连接件理论与实验研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

2 任红伟;波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁设计理论与试验研究[D];北京交通大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李幸杰;车辆荷载作用下波纹钢腹板箱梁疲劳性能分析[D];长安大学;2015年

2 张浩;内衬混凝土对波纹钢腹板箱梁桥抗弯及抗剪性能的影响[D];长安大学;2015年

3 任璞;波纹钢腹板组合箱梁桥剪力滞研究[D];中南林业科技大学;2015年

4 李海东;波纹钢腹板组合箱梁剪力滞理论试验分析及有限元精细化建模[D];兰州交通大学;2015年

5 闻长杰;波纹钢腹板组合箱梁桥的结构分析及优化[D];合肥工业大学;2015年

6 韩亚杰;波纹钢腹板组合箱梁桥力学特性研究[D];河北工程大学;2016年

7 田宝升;波纹钢腹板曲线箱梁的扭转性能研究[D];东南大学;2016年

8 王川;波纹钢腹板PC组合箱梁桥施工过程仿真和腹板稳定性分析[D];重庆大学;2016年

9 穆卓辉;波纹钢腹板组合T梁的力学性能研究[D];长安大学;2008年

10 段鑫;波纹钢腹板预应力混凝土箱梁腹板屈曲性能研究[D];长安大学;2010年

，

本文编号：763291