波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能研究

发布时间：2020-07-04 02:29

【摘要】：本文基于乌曼斯基第二理论和有限元法,通过建立了折线形波形钢腹板组合箱梁分析模型,研究了折线形波形钢腹板组合箱梁的扭转特性以及波形钢腹板的结构参数对折线形波形钢腹板组合箱梁抗扭性能的影响。分析结果表明,在偏心荷载作用下波高和板厚对组合箱梁抗扭性能的影响比水平段长度大,折线形波形钢腹板组合箱梁的折角位置容易出现较大的扭转正应力,在折角位置增加横隔板可以有效降低箱梁的扭转正应力最大值。论文通过建立一个大跨径变截面波形钢腹板组合箱梁桥的有限元模型,对桥梁结构形式和波形钢腹板变厚度布置对箱梁抗扭性能的影响进行了分析研究,对比分析了在偏心汽车荷载作用下波形钢腹板等厚度布置和波形钢腹板变厚度布置对组合箱梁抗扭性能的影响。并与波形钢腹板采用最小板厚等厚度布置的波形钢腹板组合箱梁相比较,研究结果表明采用波形钢腹板变厚度布置可以降低主墩两侧大部分区域的扭转正应力,并且对改善主墩附近的扭转正应力有一定控制作用;与波形钢腹板采用最大板厚等厚度布置的波形钢腹板组合箱梁相比较,研究结果表明采用波形钢腹板变厚度布置能够在保持箱梁绝大部分区域抗扭性能不变的情况下降低结构挠度。论文剖析了波形钢腹板的数量、加劲肋的结构参数以及布置方式对抗扭性能的影响,提出了波形钢腹板变波高的布置方式和相关建议。研究结果表明:增加波形钢腹板的数量和加劲肋的厚度、宽度、数量可以明显提高波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能;相同宽度、高度、厚度的波形钢腹板加劲肋,但采用双面布置会降低波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能;在恒载不变的情况下,适当减小波形钢腹板的厚度用于增加波形钢腹板的波高可以进一步提高箱梁的抗扭性能,提出了波形钢腹板变波高的布置方法,即在结构抗扭性能较弱的区域增大波形钢腹板的波高。通过在实桥上验证波形钢腹板变波高的布置方式对抗扭性能的影响,进一步说明了波形钢腹板变波高的布置方式可以运用于工程实际。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441
【图文】：

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第一章绪论第一章绪论腹板组合箱梁桥的发展现状板组合箱梁桥是一种较为新型的钢-混凝土组合结构形平钢板替换混凝土箱梁桥的腹板，使得桥梁自重大大一个新的高度，在建造过程中发现平钢板过大的纵向率很低，人们开始思考解决预应力效率低下的方法。七十年代，法国 Campenon Bernard 公司提出了采用波又经过了近十年的有限元分析和试验研究，建成了世组合箱梁桥，波形钢腹板箱梁的结构示意图如图 1.1。

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图 1.1 波形钢腹板组合箱梁结构示意图上个世纪八十年代，法国建造第一座波形钢腹板组合箱梁桥后，诸如德国、委内瑞拉、挪威、日本等一些国家都相继开始了波形钢腹板组合箱梁桥的研究和建造。尤其是日本在 20 世纪末引入波形钢腹板组合箱梁桥之后，对波形钢腹板组合箱梁桥进行了全方位的研究，先后修建了新开桥、银山御幸桥、本古桥、日见桥和矢作川桥，桥型也包括了简支梁桥、连续梁桥、连续刚构桥和斜拉桥[1]，到目前为止，已经建成此类桥型 200 余座。

【参考文献】