波形钢腹板PC组合箱梁桥静力特性分析

发布时间：2017-09-08 14:43

  本文关键词：波形钢腹板PC组合箱梁桥静力特性分析

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【摘要】：波形钢腹板PC组合箱梁桥起源于法国,作为一种新型的钢—混凝土箱梁桥,具有结构自重轻、施工速度快、造型美观等优点。20世纪末期,波形钢腹板PC组合箱梁桥在法国、日本等国得到了广泛的研究和推广。我国对波形钢腹板组合箱梁研究起步比较晚,随着基本理论研究的深入和实践应用的增多,近年来,波形钢腹板PC组合箱梁桥呈现出了蓬勃的发展前景,应用由简支等截面向大跨度变截面方向发展。从目前国内的研究成果可知,对波形钢腹板PC组合箱梁桥的理论研究范围主要包括抗弯、抗剪、扭转和截面极限承载力等受力性能。相应的缩尺模型和有限元模型主要集中在简支梁形式,针对大跨度波形钢腹板PC组合连续箱梁桥的静力特性研究较少。本文依托一座已建的大跨度波形钢腹板PC组合连续箱梁桥,通过修建的10:1几何缩尺模型,采用Ansys大型通用软件建立了三跨连续的波形钢腹板PC组合箱梁桥空间有限元模型,并对该模型桥进行了静力特性分析,主要工作如下:1、通过有限元软件和理论知识,建立较为完善、更加符合实际受力特征的模型,对网格进行精细化划分,充分考虑不同构件之间的力学受力行为,确定不同构件之间的耦合性。2、分析波形钢腹板PC组合箱梁的受力性能,总结波形钢腹板PC组合箱梁的抗弯、抗剪和抗扭等方面的理论成果。3、研究模型桥在静力状态下的空间受力性能,按设定条件对结构进行验算,分析结构各部分的受力性能。4、针对模型桥施加不同的工况荷载,分析各主要部位位移和应力的分布,针对位移和应力较大的区域,进行重点分析和验算,提出了修改和增强的措施。5、通过模型桥测得偏载系数的实测值,与有限元软件Ansys的计算结果进行比较。
【关键词】：波形钢腹板 组合箱梁桥 静力分析 偏载系数 有限元模型
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441;U448.216
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 主要符号说明9-10
• 第一章 绪论10-25
• 1.1 波形钢腹板PC组合箱梁桥的起源10-11
• 1.2 波形钢腹板PC组合箱梁桥的发展11-17
• 1.3 波形钢腹板PC组合箱梁桥的构造特点17-20
• 1.3.1 波形钢腹板参数18
• 1.3.2 体内与体外预应力索18-19
• 1.3.3 结合部位19-20
• 1.4 波形钢腹板PC组合箱梁桥的优缺点20-21
• 1.4.1 波形钢腹板PC组合箱梁桥的优势20-21
• 1.4.2 波形钢腹板PC组合箱梁桥的不足21
• 1.5 波形钢腹板PC组合箱梁桥国内外研究状况21-24
• 1.5.1 国外研究现状21-23
• 1.5.2 国内研究状况23-24
• 1.6 本文的研究内容和技术路线24-25
• 第二章 波形钢腹板混凝土箱梁桥的基本受力性能25-35
• 2.1 抗弯性能分析25-28
• 2.1.1 波形钢腹板的受力变形及轴向特性25-26
• 2.1.2 波形钢腹板PC组合箱梁抗弯刚度和拟平截面假定26-27
• 2.1.3 波形钢腹板的翼缘有效分布宽度分析27
• 2.1.4 体外预应力的二次效应和应力增量27-28
• 2.2 抗剪性能分析28-31
• 2.2.1 波形钢腹板的有效剪切模量28
• 2.2.2 剪切屈曲验算分析28-31
• 2.3 抗扭性能分析31-32
• 2.4 偏载系数理论分析32-34
• 2.4.1 薄壁杆件理论概述32-33
• 2.4.2 偏心荷载作用下箱梁的力学行为与计算公式33
• 2.4.3 常用箱梁偏载系数的计算方法33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 波形钢腹板PC组合箱梁桥的有限元静力分析35-65
• 3.1 Ansys有限元程序介绍35
• 3.2 工程概况35-38
• 3.2.1 桥梁原型概述35-36
• 3.2.2 模型桥尺寸36-37
• 3.2.3 波形钢腹板及剪力连接件37-38
• 3.2.4 预应力筋的布置38
• 3.2.5 其他材料的属性38
• 3.2.6 原型桥设计技术标准38
• 3.3 波形钢腹板PC组合箱梁桥的有限元模型建立38-44
• 3.3.1 有限元静力分析方法概述38-40
• 3.3.2 有限元模型单元的选择40-41
• 3.3.3 桥梁建模方式的优化41-42
• 3.3.4 空间有限元模型的建立42-44
• 3.4 波形钢腹板PC组合箱梁桥的有限元模型结果分析44-64
• 3.4.1 有限元的计算工况44-46
• 3.4.2 模型桥挠度分析46-48
• 3.4.3 顶板纵向正应力分析48-53
• 3.4.4 底板纵向正应力分析53-55
• 3.4.5 波形钢腹板剪应力分析55-58
• 3.4.6 混凝土横隔板纵向正应力分析58-64
• 3.5 本章小结64-65
• 第四章 波形钢腹板PC组合箱梁模型桥偏载系数实测分析65-75
• 4.1 实验概况65-68
• 4.1.1 实验主要测试的项目65
• 4.1.2 加载工况介绍65-66
• 4.1.3 应变片和挠度仪布置66-67
• 4.1.4 模型桥加载布置方案67-68
• 4.2 现场实验及结果分析68-74
• 4.2.1 实验仪器68
• 4.2.2 加载试验68-69
• 4.2.3 实验结果与有限元结果对比分析69-74
• 4.3 本章小结74-75
• 第五章 总结与展望75-77
• 5.1 论文的主要成果75-76
• 5.2 本课题局限和今后工作展望76-77
• 参考文献77-80
• 个人简历 在读期间发表的学术论文80-81
• 致谢81

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本文编号：814578