刚域效应对箱涵结构的影响及设计中采取的工程措施研究

发布时间：2017-09-16 14:45

  本文关键词：刚域效应对箱涵结构的影响及设计中采取的工程措施研究

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【摘要】：近些年来,随着铁路、公路、水利和市政工程的建设和完善,各种路网之间形成了越来越多的路-路及水-路交叉点,使工程运营后尚存在诸多的平改立工程。箱涵结构作为解决交通网络和水利工程立体交叉问题的建筑形式之一,应用得越来越广泛。在箱涵结构设计中,其角点部位往往通过设置加腋来满足构造要求,改善结构的受力,从而形成刚域。本文以单孔、对称和非对称双孔箱涵为例,探讨箱涵结构的刚域效应。从箱涵设计的基本参数及刚域的特征参数出发,分析箱涵结构涵体的受力和变形规律,进而探究箱涵结构受刚域效应的影响。本文针对这一问题做了以下工作并得出相关结论:(1)查阅相关文献资料,了解了刚域效应研究的历史及其现状;(2)针对单孔箱涵采用单宽模型、梁格模型、板单元模型以及实体单元模型的建模方法和刚域效应的分析方法结果进行比较,本文选定实体单元作为构件局部分析研究的基本方法;(3)在对单孔箱涵进行分析的基础上得到涵体变形和应力分布的规律,从中确定了角点部位的刚域范围,进而确定了刚域范围的判定标准。(4)在改变单孔箱涵的顶板厚度、侧墙宽度、孔径、涵高等结构的基本设计参数和加腋的特征参数情况下,通过对涵体的内力和变形分析探讨了各类指标对箱涵“L”型角点刚域及其影响的变化规律。(5)在改变双孔对称和非对称布置箱涵结构的基本设计参数以及加腋的特征参数情况下,通过上述分析探讨其对“T”型角点刚域及其影响的变化规律。(6)以刚域效应为目标,对单孔箱涵、对称及非对称双孔布置的箱涵进行设计优化,从而找到箱涵结构设计时确定其合理尺寸的依据。(7)对于单孔、对称和非对称双孔箱涵是否考虑刚域效应模型的结果分析对比得到:考虑刚域效应后的变形和内力值均较小,说明设计中适当考虑刚域效应的影响,可以减少配筋量,从而降低工程造价。
【关键词】：箱涵 基本参数 “L”型 “T”型 刚域效应
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U449.82
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 刚域效应研究现状10-13
• 1.3 本文的主要研究内容13-14
• 2 数值模拟与分析模型的选择14-23
• 2.1 有限元模型14-15
• 2.2 不同模型对比15-20
• 2.2.1 结果分析15-19
• 2.2.2 精度分析19-20
• 2.3 分析方法的选择20-22
• 2.3.1 刚域效果法20-21
• 2.3.2 梁端刚域法21-22
• 2.4 数值模型的确定22
• 2.5 本章小节22-23
• 3 单孔箱涵刚域效应分析23-47
• 3.1 工程背景23-24
• 3.1.1 工程概况23
• 3.1.2 设计荷载23-24
• 3.2 模型建立24-25
• 3.3 分析方案25
• 3.4 箱涵结构尺寸的影响25-41
• 3.4.1 建立模型25-26
• 3.4.2 刚域范围的确定26-30
• 3.4.3 顶板厚度的影响30-33
• 3.4.4 侧墙宽度的影响33-37
• 3.4.5 孔径的影响37-39
• 3.4.6 涵高的影响39-41
• 3.5 箱涵加腋参数的影响41-46
• 3.5.1 对顶板的影响41-44
• 3.5.2 对侧墙的影响44-46
• 3.6 本章小结46-47
• 4 双孔框架涵刚域效应影响分析47-72
• 4.1 工程背景47-48
• 4.1.1 对称双孔箱涵47
• 4.1.2 非对称双孔箱涵47-48
• 4.2 分析方案48-49
• 4.2.1 对称箱涵48
• 4.2.2 非对称箱涵48-49
• 4.3 双孔对称箱涵刚域效应分析49-55
• 4.3.1 构件尺寸对“T”型节点刚域效应分析49-53
• 4.3.2 加腋参数的影响53-55
• 4.4 双孔非对称箱涵刚域效应分析55-71
• 4.4.1 构件尺寸对“T”型节点刚域效应分析55-64
• 4.4.2 加腋参数的影响64-71
• 4.5 本章小结71-72
• 5 工程实例72-85
• 5.1 刚域长度计算方法对比72-74
• 5.2 考虑刚域效应箱涵结构分析74-83
• 5.2.1 单孔箱涵75-78
• 5.2.2 双孔箱涵78-83
• 5.3 工程措施研究83-84
• 5.4 本章小结84-85
• 6 结论与展望85-87
• 6.1 主要结论85
• 6.2 有待解决的问题85-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-90

【参考文献】

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本文编号：863706