基于刚接梁法的简支小箱梁桥建模及其应用研究

发布时间：2017-10-03 10:33

  本文关键词：基于刚接梁法的简支小箱梁桥建模及其应用研究

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【摘要】：小箱梁具有结构抗扭刚度大,经济性能好,运输安装及施工简便等优点,在国内得到较广泛的应用。针对小箱梁桥的计算分析,一般采用“荷载横向分布”的概念将空间受力问题转化为较为简单的平面受力问题,刚接梁法适用于小箱梁桥的理论分析。基于刚接梁法进行小箱梁的荷载横向分析计算,随着主梁数量的增加,柔度系数矩阵成阶倍增,需借助编程软件才能求解,不易为技术人员迅速掌握。此外,箱梁也被越来越多应用于旧桥加固拓宽领域。但对于箱梁加固旧T梁桥这一结构类型,箱梁与旧T梁的刚度存在较大差异,而传统的刚接梁法的基本假定是:各主梁的刚度一致,因此传统的刚接梁法不能合理反应该类桥的力学特性。针对小箱梁构造特点,本文基于刚接梁法与梁格有限元法相结合的研究思路,提出了将虚拟横梁分段设置的小箱梁梁格有限元模型,并利用该模型进行某简支小箱梁桥静载试验的理论分析。同时,基于梁格模型分析研究了箱梁加固既有旧T梁的荷载横向分布变化规律。主要的研究内容和结论如下:(1)基于刚接梁法及本文提出的分段设置虚拟横梁的梁格模型计算分析某简支等截面小箱梁桥,以各主梁的荷载横向分布影响线为衡量指标,二者的误差不超过5%,验证了梁格模型的合理性。(2)基于梁格模型进行某简支小箱梁桥静载试验的理论分析,根据计算结果进行加载方案设计及测点布置;工况加载下的实测挠度、应变结果均小于理论值;考虑主梁横向分布系数实测值与理论值的差异,二者变化趋势基本一致;综合分析以上结果评定该桥的承载能力满足设计要求。(3)基于本文提出的梁格模型,分析小箱梁加宽旧T梁桥的荷载横向分布规律,并进行参数变化的影响作用分析。分析结果表明:旧T梁两侧增设小箱梁在一定程度上提高了旧T梁承受超载的能力;因小箱梁抗扭刚度对旧T梁的荷载横向分布影响不大,现浇施工时,可参照小箱梁标准图进行施工,不必进行截面优化;从施工复杂度及力学性能改善程度考虑,边箱梁与旧T梁间设置3道横隔板即可。(4)因大箱梁的截面尺寸较大,将“拆分”思想引入大箱梁的计算分析中。基于剪力—柔性梁格法分析大箱梁加宽旧T梁桥的荷载横向分布变化规律,分析结果表明:加宽后旧T梁的荷载横向分布系数的减小量可达1/4,说明大箱梁有效地卸载旧T梁所承担的汽车荷载作用;边箱梁两腹板的荷载横向分布系数相差8%左右,说明两腹板受力存在不均匀性,有必要进行“拆分”计算。
【关键词】：小箱梁 刚接梁法 梁格法 旧T梁 大箱梁 荷载横向分布
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441.2
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景11-13
• 1.1.1 小箱梁桥的应用状况11-12
• 1.1.2 研究的必要性12-13
• 1.2 研究现状13-17
• 1.2.1 小箱梁计算分析的研究现状13-15
• 1.2.2 小箱梁静载试验的研究15
• 1.2.3 小箱梁拓宽加固研究现状15-17
• 1.3 本文的研究内容17-18
• 第二章 基于刚接梁法的小箱梁桥梁格建模研究18-29
• 2.1 概述18
• 2.2 刚接梁法原理及应用18-23
• 2.2.1 刚接梁法基本原理18-22
• 2.2.2 基于刚接梁法的小箱梁桥荷载横向分布线计算22-23
• 2.3 梁格法模型研究23-24
• 2.4 工程算例分析及对比24-28
• 2.4.1 工程计算参数24-25
• 2.4.2 计算方法的比较分析25-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 梁格法在小箱梁桥静载试验中的应用研究29-47
• 3.1 概述29-30
• 3.2 不等刚度梁桥荷载横向分布系数的计算研究30-31
• 3.3 工程概况及梁格有限元模型31-33
• 3.3.1 试验桥的工程概况31-32
• 3.3.2 基于梁格法的试验桥有限元模型32-33
• 3.4 加载方案设计33-36
• 3.4.1 加载程序33-35
• 3.4.2 试验荷载及加载效率35-36
• 3.5 测点布置36-37
• 3.5.1 挠度测点布置36
• 3.5.2 应变测点布置36-37
• 3.6 试验结果分析及评定37-46
• 3.6.1 挠度测试结果37-44
• 3.6.2 应变测试结果44-45
• 3.6.3 残余变形及应变45-46
• 3.6.4 结构裂缝及桥梁基础46
• 3.7 本章小结46-47
• 第四章 基于梁格法的箱梁加宽既有旧T梁桥横向分布计算研究47-64
• 4.1 概述47-48
• 4.2 梁格法计算分析小箱梁加宽旧T梁桥48-56
• 4.2.1 桥梁概况48-49
• 4.2.2 小箱梁加固旧T梁桥的有限元模型49-50
• 4.2.3 影响参数分析50-56
• 4.3 剪力—柔性梁格法计算分析大箱梁加宽旧T梁桥56-62
• 4.3.1 大箱梁加宽旧T梁桥的梁格有限元模型57-58
• 4.3.2 大箱梁加固旧T梁桥的荷载横向分布研究58-62
• 4.4 本章小结62-64
• 第五章 结论与展望64-66
• 5.1 结论64-65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-69
• 致谢69

【参考文献】

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本文编号：964712