弯梁桥抗倾覆性能的有机玻璃模型试验与分析
发布时间：2020-04-20 10:08
【摘要】：随着我国交通事业的不断发展以及城市化进程不断加快,越来越多为适应道路线形变化的弯梁桥被建造。近些年,全国多次出现了独柱墩弯梁桥的整体倾覆事故,造成了重大经济损失和极其恶劣的社会反响。本文以2015年发生倾覆事故的粤赣高速公路匝道桥为基准桥,采用正交试验方法设计了模型试验的缩尺有机玻璃模型,结合ANSYS数值模拟分析了弯梁桥的抗倾覆性能。本文主要研究内容和成果如下:(1)通过3座有机玻璃模型的正交试验,得到了弯梁桥竖向位移、应变、支反力随着车辆荷载逐级增加直至发生倾覆时的变化规律。弯梁桥发生倾覆时,各测点应变都远远小于极限应变,即弯梁桥倾覆状态可近似看作是上部结构的刚体转动。(2)通过建立的试验样本有限元模型,对比分析数值分析与试验结果,探讨弯梁桥实体模型数值模拟方式合理性,为有限元软件中模拟的准确性提供参考。(3)基于试验结果与有限元计算结果,通过极差与方差分析,发现弯梁桥倾覆的主要影响因素中:中墩预偏心对弯梁抗倾覆性能影响最显著,其次是车辆间距,再次是梁端支座间距,最后是曲率半径。(4)基于试验结果和有限元分析结果的进一步研究,推定了弯梁桥的倾覆轴形式,即为通过外侧支座的圆弧,并基于该倾覆轴线的形式,推导了有效的抗倾覆稳定系数公式。为了便于应用,本文进一步给出了简化的抗倾覆稳定系数计算公式,并确定了临界的稳定系数。(5)基于以上研究,探讨了上部结构质量偏心方法与调整中墩支座预偏心和联端支座间距方式对弯梁桥抗倾覆稳定性的影响,研究结果表明:增加内侧腹板厚度、采用非对称栏杆布置及设置中墩预偏心都能明显提高弯梁桥的抗倾覆稳定系数,增加端支座间距具有一定的效果,但不如前面三种方式明显。
【图文】：
图１－３哈尔滨阳明滩大桥发生倾覆坍塌邋图１４粤赣高速城南互通立交出口匝道桥倾覆垮塌逡逑以上事故桥梁均为中墩独柱箱形弯梁桥。逡逑上述事故基本是严重超载引起的，但随着此类事故的相继发生，部分学者己经开始研逡逑究其相关机理。目前大部分桥梁工程师在设计时注重的是桥梁的纵向受力与分析，只关注逡逑了桥梁的平面内承载力是否符合规范要求，却忽视了桥梁平面外的受力分析，基本没有专逡逑门分析桥梁的抗倾覆稳定性。目前的桥梁设计规范也尚无关于桥梁上部结构倾覆分析的设逡逑计方法，相关的理论分析也并不一致，因此，通过试验研究弯梁桥的抗倾覆性能的机理对逡逑弯梁桥安全性具有较强的工程应用价值，，能够为工程设计和施工提供技术指导和参考。逡逑１．２国内外研究现状逡逑１．２．１国内外弯梁桥主要计算理论逡逑国内外学者对于弯梁桥的计算理论和方法做了很多的研究工作［Ｎ９］，为弯梁桥的建设做逡逑出了巨大贡献》逡逑
图１－５倾覆轴线的选取逡逑１．２．３．４d椣蚯愀参榷ㄏ凳降难芯肯肿村义铣艘陨咸岬降摹豆犯纸罨炷良霸びα炷燎藕杓乒娣丁罚ǎ剩裕清澹模叮玻玻埃保玻╁义险髑蟾澹矗保怪械暮嵯蚯愀参榷ㄏ凳酵猓疃嘌д咭苍诟髯匝绣车幕∩系贸隽瞬煌义系暮嵯蚯愀参榷ㄏ凳剑哄义息俨芫暗龋郏玻矗萑衔髑蟾澹矗保怪械暮嵯蚯愀参榷ㄏ凳讲煌晟疲肿隽艘恍┨剿鳎义献钪盏贸隽艘韵鹿剑哄义希蝈澹剑蓿体澹藉危兀遥幔兀殄危荆玻靛义希斟澹樱螅脲澹ǎ苠澹澹停ǎ掊澹澹校耄澹╁义鲜街校海廖愀仓嵊爰釉爻档乐行南呶С傻拿婊铄澹ㄇ愀膊啵┓段冢釉爻档乐行南叩腻义匣〕ぃ佑肭愀仓岬南页ぃ诘谋戎怠ｅ危义险髑蟾搴筒芫暗染豢悸橇撕阍睾突钤氐挠跋欤栽びαΑ⑽露鹊纫蛩孛挥锌悸恰ｅ义息诹悍澹郏玻担荨⒅茏咏艿龋郏玻福萃ü幌盗醒芯浚贸隽撕嵯蚯愀参榷ㄏ凳剑哄义
本文编号：2634431
【图文】：
图１－３哈尔滨阳明滩大桥发生倾覆坍塌邋图１４粤赣高速城南互通立交出口匝道桥倾覆垮塌逡逑以上事故桥梁均为中墩独柱箱形弯梁桥。逡逑上述事故基本是严重超载引起的，但随着此类事故的相继发生，部分学者己经开始研逡逑究其相关机理。目前大部分桥梁工程师在设计时注重的是桥梁的纵向受力与分析，只关注逡逑了桥梁的平面内承载力是否符合规范要求，却忽视了桥梁平面外的受力分析，基本没有专逡逑门分析桥梁的抗倾覆稳定性。目前的桥梁设计规范也尚无关于桥梁上部结构倾覆分析的设逡逑计方法，相关的理论分析也并不一致，因此，通过试验研究弯梁桥的抗倾覆性能的机理对逡逑弯梁桥安全性具有较强的工程应用价值，，能够为工程设计和施工提供技术指导和参考。逡逑１．２国内外研究现状逡逑１．２．１国内外弯梁桥主要计算理论逡逑国内外学者对于弯梁桥的计算理论和方法做了很多的研究工作［Ｎ９］，为弯梁桥的建设做逡逑出了巨大贡献》逡逑
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