桥面连续构造受力分析及其影响因素研究

发布时间：2017-06-16 05:01

  本文关键词：桥面连续构造受力分析及其影响因素研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：早期桥梁伸缩缝的大量使用,造成了桥梁后期养护费用的居高不下,无缝化、少缝化成为了桥梁可持续发展的一个重要研究领域。桥面连续简支梁桥,不仅保持了简直梁桥设计施工简单、经济耐用等优点,还兼顾了行车平顺、伸缩缝装置少等好处,在世界各地都应用广泛。但是,桥面连续板因处在梁端最大变形处,承受梁体因各种荷载作用下的转动变形和纵向拉压变形,且相邻两梁体变形并非完全同步,受力情况异常复杂,经常出现裂缝等病害。本文以广东省某高速的两座桥面连续简支梁桥——牛牯岭大桥(4?30m T梁)和高棚大桥(4?25m小箱梁)为工程背景,开展了桥面连续构造的受力性能研究:1)采用结构力学的方法,推导了桥面连续构造在车辆荷载、二期恒载、温度荷载和主梁挠曲作用下的应力表达式,并对牛牯岭大桥和高棚大桥进行数值分析。2)运用Midas FEA软件,建立了牛牯岭大桥和高棚大桥有限元模型,分析了其在各荷载工况下的应力分布情况,计算结果表明:车辆荷载引起的桥面连续构造应力最大,温度荷载次之,且随着跨度的增大,车辆荷载产生应力更大,而温度荷载变化却不明显。3)开率混凝土材料非线性影响,分析计算了牛牯岭大桥和高棚大桥桥面连续构造,结果表明桥面连续构造在一般荷载作用下板中间位置及隔离层末端将产生裂缝,混凝土拉应力大大降低,主要拉应力由板内钢筋承受。4)在牛牯岭大桥和高棚大桥桥面连续构造内各应力较大位置埋入应变传感器,进行24小时温度试验,由试验结果可知,隔离层末端断面产生较大的应力集中,跨度不同对桥面连续构造温度应力的影响并不明显。本文通过上述研究工作,得到广东地区桥面连续构造的一些受力特点,可为同类型结构设计和改进提供参考。
【关键词】：简支梁桥 桥面连续 线弹性理论 非线性有限元 温度试验
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441;U443.31
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 桥面连续构造国内外研究现状13-17
• 1.3 本论文主要内容17-18
• 第二章 桥面连续构造简化力学模型计算18-31
• 2.1 桥面连续构造线弹性公式推导18-24
• 2.1.1 车辆活载和二期恒载作用下桥面连续构造的变形和应力18-21
• 2.1.2 温度作用下桥面连续构造的变形和应力21-24
• 2.2 牛牯岭大桥桥面连续构造线弹性数值计算24-27
• 2.2.1 工程背景24-26
• 2.2.2 实桥线弹性数值计算26-27
• 2.3 高棚大桥桥面连续构造线弹性数值分析27-29
• 2.3.1 工程背景27-28
• 2.3.2 实桥线弹性数值分析28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 桥面连续构造有限元线性分析计算31-51
• 3.1 有限元软件Midas FEA简介31
• 3.2 牛牯岭大桥桥面连续构造有限元线性分析计算31-37
• 3.2.1 有限元模型建立及计算31-36
• 3.2.2 分析结果对比36-37
• 3.3 高棚大桥桥面连续构造有限元线性分析计算37-42
• 3.3.1 有限元模型建立及计算37-42
• 3.3.2 分析结果对比42
• 3.4 跨度大小对桥面连续构造应力的影响42-50
• 3.4.1 25m跨T梁有限元线性分析计算43-45
• 3.4.2 35m跨T梁有限元线性分析计算45-47
• 3.4.3 40m跨T梁有限元线性分析计算47-49
• 3.4.4 各跨度简支梁桥桥面连续构造受力情况对比49-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第四章 桥面连续构造非线性有限元计算51-70
• 4.1 非线性有限元计算理论51-61
• 4.1.1 混凝土的本构关系51-53
• 4.1.2 混凝土的屈服准则53-55
• 4.1.3 混凝土的裂缝模型55-57
• 4.1.4 混凝土材料非线性问题求解方法57-60
• 4.1.5 非线性方程求解的收敛准则60-61
• 4.2 牛牯岭大桥桥面连续构造非线性有限元计算61-65
• 4.2.1 非线性有限元建模及计算61-65
• 4.2.2 分析计算结果对比65
• 4.3 高棚大桥桥面连续构造非线性有限元计算65-69
• 4.3.1 非线性有限元建模和计算65-69
• 4.3.2 分析计算结果对比69
• 4.4 本章小结69-70
• 第五章 桥面连续构造受温度影响试验70-81
• 5.1 试验目的70
• 5.2 试验简介70-74
• 5.2.1 传感器的选用70-71
• 5.2.2 测点布置71
• 5.2.3 试验方案71-74
• 5.3 试验数据及分析74-79
• 5.3.1 牛牯岭大桥试验数据及分析74-76
• 5.3.2 高棚大桥试验数据及分析76-78
• 5.3.3 两座桥数据对比78-79
• 5.4 本章小结79-81
• 第六章 结论和展望81-83
• 6.1 本文结论81
• 6.2 不足和展望81-83
• 参考文献83-86
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果86-87
• 致谢87-88
• 附件88

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