發(fā)布時間：2018-12-13 07:16

【摘要】：拱腳連接結(jié)構(gòu)是系桿拱橋的關(guān)鍵局部結(jié)構(gòu),構(gòu)造復(fù)雜且局部邊界條件不明確,該文引入多尺度有限元建模方法研究其受力性能與傳力特征,針對以往研究中采用傳統(tǒng)局部精細(xì)有限元方法存在的不足,引入彈性邊界的概念,將系桿拱橋整橋通過合理的連接方式統(tǒng)一到拱腳連接結(jié)構(gòu)精細(xì)模型中以替代局部精細(xì)模型中的剛性邊界條件假定,并通過全橋精細(xì)有限元進(jìn)行驗證。以大連某鋼管混凝土系桿拱橋為工程背景,基于提出的系桿拱橋拱腳連接結(jié)構(gòu)多尺度有限元建模方法,建立了多尺度模型。同時,根據(jù)傳統(tǒng)局部精細(xì)及全橋精細(xì)有限元建模方法,分別建立了局部精細(xì)與全橋精細(xì)模型作為對比、驗證模型。詳細(xì)的對比研究表明,局部精細(xì)模型分析結(jié)果受失真區(qū)影響較顯著,且失真區(qū)范圍不能通過本模型定量確定,導(dǎo)致傳統(tǒng)建模方法科學(xué)性降低、計算結(jié)果可信度下降,或通過精細(xì)有限元試算、全橋精細(xì)有限元檢驗確定失真區(qū)范圍,帶來繁重的精細(xì)有限元建模、計算、數(shù)據(jù)處理工作。應(yīng)用彈性邊界條件,該文提出的拱腳連接結(jié)構(gòu)多尺度有限元建模方法可以較好地模擬局部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜邊界條件,較精確地預(yù)測拱腳連接結(jié)構(gòu)的受力行為,且不受失真區(qū)影響,計算結(jié)果與全橋精細(xì)有限元吻合良好。
[Abstract]:The connection structure of arch foot is the key local structure of tied arch bridge. The structure is complex and the local boundary condition is not clear. In this paper, a multi-scale finite element modeling method is introduced to study the mechanical performance and force transfer characteristics of tie arch bridge. In view of the shortcomings of the traditional local fine finite element method in previous studies, the concept of elastic boundary is introduced. In order to replace the rigid boundary condition assumption in the local fine model, the whole bridge of tied arch bridge is unified into the fine model of arch joint structure by reasonable connection mode, and verified by the fine finite element method of the whole bridge. Taking a concrete-filled steel tubular tied arch bridge in Dalian as the engineering background, a multi-scale model is established based on the multi-scale finite element modeling method proposed for the arch foot connection structure of the tied arch bridge. At the same time, according to the traditional local fine finite element method and the whole bridge fine finite element modeling method, the local fine model and the whole bridge fine model are established as the comparison to verify the model. The detailed comparative study shows that the results of local fine model analysis are significantly affected by the distortion area, and the range of distortion area can not be determined quantitatively by this model, which results in the reduction of the scientific nature of the traditional modeling method and the decrease of the credibility of the calculation results. Or through the fine finite element test, the whole bridge fine finite element test is used to determine the range of distortion area, which leads to heavy fine finite element modeling, calculation and data processing. Based on the elastic boundary conditions, the multi-scale finite element modeling method proposed in this paper can well simulate the complex boundary conditions of the local structure, and predict accurately the behavior of the arch joint structure without the influence of the distortion zone. The calculated results are in good agreement with the full bridge fine finite element method.
【作者單位】： 清華大學(xué)土木工程安全與耐久教育部重點實驗室;清華大學(xué)土木工程系;
【基金】：國家自然科學(xué)基金重點項目(51138007) 國家科技支撐計劃項目(2011BAJ09B02) 清華大學(xué)自主科研計劃項目(2010Z03078)
【分類號】：U448.225

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2376133