简支Ⅰ型组合曲梁变形及横向分布研究

发布时间：2017-05-20 19:12

  本文关键词：简支Ⅰ型组合曲梁变形及横向分布研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着桥梁结构形式和组成材料的发展,钢-混凝土曲线组合梁的应用逐渐增多。作为桥梁设计的重要组成部分,研究该桥型的变形与横向分布,具有重要意义。荷载作用下,钢-混凝土界面滑移使组合梁刚度减小、变形增大。目前对组合梁变形的研究主要集中在组合直梁的挠度计算,因而对组合梁的弯曲性能研究较多,对扭转性能研究较少。组合曲梁由于弯扭耦合特性,在竖向荷载作用下也会发生扭转,因此有必要对组合梁的抗扭刚度进行研究。界面滑移不仅影响组合梁的变形,还会改变结构的荷载横向分布。研究组合曲梁的横向分布随组合程度的变化规律,并给出相应的计算公式,可为该桥型的设计提供指导。本文依托吉林省交通运输科技计划科研项目“钢-混凝土组合梁桥静动力特性、抗倾覆性及设计方法研究”,针对简支Ⅰ型组合曲梁开展了以下工作:(1)采用有效刚度的方法来计算组合梁的变形,通过在自由叠合刚度与完全组合刚度之间插值得到组合梁的有效刚度。采用ANSYS模型研究组合梁刚度与圆心角、栓钉刚度等变量之间的关系,通过曲线拟合得到抗扭刚度插值函数的表达式。(2)将组合曲梁按变形分为完全组合与附加变形两个分结构,并令它们分别满足刚性横梁的假定,从而得到考虑滑移的组合曲梁荷载横向分布计算公式。曲梁由于弯扭耦合特性,其荷载横向分布与变形或内力横向分布不尽相同,本文根据曲梁内力与外荷载的关系,得到组合曲梁的弯矩横向分布影响线,通过在影响线上进行横向最不利布载,得到各主梁的横向分布系数。(3)对组合曲梁进行模态分析,利用结构的模态频率和振型得到组合曲梁的变形分布,然后根据曲梁变形、内力与荷载之间的关系,得到组合曲梁的荷载与弯矩横向分布。算例表明,模态参数法与有限元静力分析法的计算结果吻合较好,验证了该方法对组合曲梁的适用性。(4)采用有限元静力分析法和直接代入法,分析了连接件刚度、曲率半径、主梁间距等变量对组合曲梁横向分布的影响,以进一步了解该桥型的荷载分布特性,为设计提供参考。
【关键词】：组合曲梁 界面滑移 有限元法 刚性横梁法 模态参数法
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.5
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 组合梁变形计算国内外研究现状12-14
• 1.3 横向分布国内外研究现状14-18
• 1.3.1 常规桥型横向分布国内外研究现状14-16
• 1.3.2 曲线梁、组合梁横向分布国内外研究现状16-18
• 1.4 本文主要研究内容18-21
• 第2章 简支Ⅰ型组合曲梁变形计算21-35
• 2.1 部分抗剪连接组合梁刚度计算21-22
• 2.2 组合梁有限元模型22-26
• 2.3 刚度插值函数26-31
• 2.3.1 抗弯刚度插值函数27-28
• 2.3.2 抗扭刚度插值函数28-31
• 2.4 算例31-33
• 2.5 本章小结33-35
• 第3章 多梁式简支Ⅰ型组合曲梁横向分布计算35-53
• 3.1 直接代入法35-36
• 3.1.1 荷载横向分布35-36
• 3.1.2 弯矩横向分布36
• 3.2 分配系数法36-41
• 3.2.1 组合梁有效刚度37
• 3.2.2 组合曲梁弹簧常数37-38
• 3.2.3 完全组合结构38-40
• 3.2.4 附加变形结构40
• 3.2.5 组合曲梁荷载横向分布40-41
• 3.3 模态参数法41-43
• 3.3.1 利用模态参数求结构柔度41-43
• 3.3.2 荷载横向分布43
• 3.4 有限元静力分析法43-44
• 3.5 算例44-51
• 3.5.1 主梁组合程度相同44-49
• 3.5.2 主梁组合程度不同49-51
• 3.6 组合曲梁横向分布计算方法比较51-52
• 3.7 本章小结52-53
• 第4章 组合曲梁横向分布影响因素分析53-65
• 4.1 界面滑移53-56
• 4.1.1 主梁组合程度相同53-54
• 4.1.2 主梁组合程度不同54-56
• 4.2 主梁间距56-57
• 4.3 曲率半径57-59
• 4.4 计算跨径59-60
• 4.5 横梁设置60-61
• 4.6 混凝土板厚度61-63
• 4.7 高跨比63-64
• 4.8 本章小结64-65
• 第5章 结论与展望65-67
• 5.1 结论65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-73
• 作者简介73-75
• 致谢75

【参考文献】

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本文编号：382557