亚的斯亚贝巴轻轨线路小半径曲线箱梁桥设计参数研究

发布时间：2017-09-25 15:24

  本文关键词：亚的斯亚贝巴轻轨线路小半径曲线箱梁桥设计参数研究

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【摘要】：目前,世界各人城市为适应或引导城市的发展,都在大力规划建设运量大、速度快、能耗低、污染少、安全可靠性强的城市轨道交通系统。城市轨道交通系统一般位于城市中心区,建构筑物较多,为绕避这些建构筑物,城市轨道交通线路往往出现不少小半径曲线。埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴首次规划了两条轻轨线路,线路位于城市中心区,多采用高架方式,因此,线路上出现了较多的小半径曲线桥梁。论文结合该工程,重点对小半径曲线箱梁桥设计参数进行研究。论文在对曲线箱梁桥的基本形式和特点、小半径曲线箱梁受力特性分析总结的基础上,以埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴轻轨南北线(NS线)和东西线(EW线)线路桥梁工程为背景,建立了典型的小半径曲线连续箱梁的有限元模型,研究了不同速度下移动荷载经过不同曲线半径和跨径连续箱梁桥时的动力响应。主要研究工作如下：(1)在总结国内外曲线箱梁桥研究现状的基础上,分析研究了曲线箱梁桥的基本形式和结构特点,小半径曲线箱梁桥的受力特性,以及圆心角、弯扭刚度比、曲率半径、荷载等小半径曲线箱梁桥的设计对小半径曲线箱梁桥的受力特性影响。(2)以埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴轻轨线路为工程背景,建立了典型的小半径曲线连续箱梁的有限元模型,并对桥梁结构的自振特性进行了计算分析。结果表明该小半径曲线连续梁桥具有所有连续梁桥的动力特性,建立的连续梁桥模态分析模型比较贴近实际情况。(3)对不同跨度(20m、25m、30m、35m和40m),不同曲率半径(50m、 65m、100m、146m和190m)下的三跨连续箱梁桥,按照最不利荷载位置进行加载分析,综合考虑桥体变形、施工成本等因素,分析得到最优桥梁跨度为30m,曲率半径为50m。(4)在最优桥梁跨径和曲率半径的基础上,计算分析了速度为10km/h、20km/h、 30km/h、40km/h和50km/h的移动荷载列作用下桥梁的动力响应。结果表明行车速度对关键位置的最大挠度影响较小；随着速度的增加,各位置处的最大加速度值逐渐增大,当速度为50km/h时,桥梁上部结构各关键位置处的最大加速度值基本一致。
【关键词】：亚的斯亚贝巴 小半径曲线 箱梁桥 数值计算 动力分析
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.5
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-17
• 1.1 研究背景和意义11-13
• 1.1.1 研究背景11-13
• 1.1.2 研究意义13
• 1.2 曲线箱梁桥的研究现状13-16
• 1.2.1 论及近似方法的研究现状13-14
• 1.2.2 试验分析的研究现状14-15
• 1.2.3 数值分析的研究现状15-16
• 1.3 本文的研究内容16-17
• 2 曲线箱梁桥受力特性分析及其设计基本理论17-35
• 2.1 曲线梁桥的基本形式17
• 2.2 箱梁结构的基本特点17-18
• 2.3 小半径曲线箱梁桥的受力特点分析18-20
• 2.3.1 “弯—扭”耦合效应19
• 2.3.2 截面畸变效应19
• 2.3.3 剪力滞后效应19-20
• 2.3.4 内梁和外梁受力不均20
• 2.4 小半径曲线箱梁桥设计参数研究20-23
• 2.4.1 圆心角20-21
• 2.4.2 弯扭刚度比K=EI/GI21
• 2.4.3 曲率半径21-22
• 2.4.4 曲线梁桥荷载22-23
• 2.5 小半径曲线箱梁设计23-34
• 2.5.1 小半径曲线箱梁设计理论23-28
• 2.5.2 梁桥设计特点28-29
• 2.5.3 桥梁结构合理设计状态29
• 2.5.4 桥梁上部结构内力设计29-30
• 2.5.5 桥梁下部构造设计30-34
• 2.6 本章小结34-35
• 3 工程背景及桥梁有限元建模35-51
• 3.1 工程背景35-40
• 3.1.1 工程概况35-36
• 3.1.2 小半径曲线段工程特点36
• 3.1.3 线路桥梁设计36-40
• 3.2 桥梁建模的基本理论40-47
• 3.2.1 梁单元41-43
• 3.2.2 实体单元43-45
• 3.2.3 桥梁有限元模型的建立45-47
• 3.3 跨度30 m连续箱梁动力特性分析47-49
• 3.3.1 模态分析47-49
• 3.4 本章小结49-51
• 4 移动荷载作用下小半径曲线箱梁桥动力响应分析51-68
• 4.1 曲线半径及桥跨长度选定51-53
• 4.1.1 加载方式51
• 4.1.2 曲线半径选定51-52
• 4.1.3 桥跨长度选定52-53
• 4.2 移动荷载作用下50 m曲线半径连续箱梁动力响应分析53-67
• 4.2.1 动力响应53-54
• 4.2.2 位移时程曲线分析54-61
• 4.2.3 加速度时程曲线分析61-67
• 4.3 本章小结67-68
• 5 结论与展望68-70
• 5.1 结论68-69
• 5.2 展望69-70
• 参考文献70-72
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果72-74
• 学位论文数据集74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：918104