考慮橫豎向車橋耦合效應(yīng)的混凝土連續(xù)彎梁橋橫向受力研究

發(fā)布時間：2020-06-14 07:40

【摘要】：橫向爬移是混凝土彎梁橋最常見的病害之一,嚴(yán)重影響著行車安全,研究混凝土彎梁橋橫向受力是分析橫向爬移的關(guān)鍵。目前考慮汽車荷載作用下橫向力的計(jì)算已經(jīng)成為研究橫向爬移的熱點(diǎn)問題之一,而計(jì)算汽車荷載作用下結(jié)構(gòu)的橫向力必須考慮車橋耦合作用。現(xiàn)有的研究成果主要分析了豎向車橋耦合效應(yīng)對彎梁橋動力響應(yīng)的影響,而很少考慮橫向車橋耦合作用。本文在豎向車橋耦合作用的基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮橫向車橋耦合效應(yīng)對混凝土彎梁橋橫向受力的影響,以期得到混凝土彎梁橋橫向受力的精確解,為防治混凝土彎梁橋的橫向爬移病害提供一定的參考和意義。為此,本文主要做了以下工作:(1)通過對國內(nèi)外相關(guān)研究成果進(jìn)行對比,總結(jié)出考慮橫豎向車橋耦合效應(yīng)的分析方法和影響混凝土彎梁橋橫向受力的因素,引入路面不平整度作為車橋耦合振動的初始激勵。(2)運(yùn)用有限元軟件ANSYS建立板式橡膠支座精細(xì)化模型,在此基礎(chǔ)上分別建立全橋模型和車輛模型,通過兩者之間力的平衡條件和幾何協(xié)調(diào)條件模擬橫豎向車橋耦合作用,同時得到混凝土彎梁橋的各類響應(yīng)。(3)從是否考慮橫豎向車橋耦合效應(yīng)和不同車重兩方面進(jìn)行仿真分析,探討控制截面處的混凝土連續(xù)彎梁橋橫豎向動力響應(yīng),并對支座摩阻力和抗滑性進(jìn)行分析來探究爬移產(chǎn)生的機(jī)理和規(guī)律。結(jié)果表明:對混凝土彎梁進(jìn)行受力分析時有必要計(jì)入橫豎向車橋耦合效應(yīng)。隨著車重增加,結(jié)構(gòu)位移、內(nèi)力值均會增加,因此可以通過限載限重防止彎梁橋的橫向爬移的產(chǎn)生和支座滑移、剪切破壞。(4)通過改變車速和超高兩個關(guān)鍵參數(shù),分析不同速度和超高下汽車離心力對彎梁橋橫向受力的影響,得出減小車速或者增加超高都對減小主梁的橫向力、橫向位移和支座產(chǎn)生的橫向反力有利,但通過改變車速會取得更好的效果,因此有必要對汽車在彎梁上的行駛速度做出限定。(5)采用改變車輛行駛位置和路面不平整度兩種影響因素對彎梁橋受力進(jìn)行深入研究,繪制相關(guān)時程曲線,對比彎梁橋控制截面和支座動力響應(yīng)峰值,探討其對彎梁橋受力的影響。結(jié)果表明:汽車靠近彎梁外側(cè)行駛對彎梁橋橫向受力極為不利,在設(shè)計(jì)上應(yīng)該采取必要的措施提高外側(cè)橋墩橫向承載力,以保證結(jié)構(gòu)在最不利受力工況下的安全性。路面不平整度會對彎梁橋橫豎向動力響應(yīng)產(chǎn)生一定的放大效應(yīng),橋面鋪裝時應(yīng)優(yōu)先考慮選用等級較高的路面。 【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U441

【圖文】：