我國(guó)現(xiàn)役的中小型橋梁中,裝配式簡(jiǎn)支鉸接板梁橋還是占有相當(dāng)?shù)谋壤?而且其中很大一部分都有存在不同程度的病害。但由于施工程序簡(jiǎn)單、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)還是小跨徑橋梁常用的橋型之一。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)的閱讀,掌握了荷載橫向分布理論知識(shí)以及橋梁的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)解析理論和數(shù)值理論。在理論的基礎(chǔ)上研究梁格法在簡(jiǎn)支鉸接空心板梁橋中的應(yīng)用分析,并找到最合適的虛擬橫梁截面,以保證應(yīng)用梁格法建模計(jì)算時(shí)結(jié)果的準(zhǔn)確性�；诤奢d靜力橫向分布系數(shù)計(jì)算理論,本文分別分析單梁和整橋在移動(dòng)荷載作用下動(dòng)力響應(yīng),從而研究移動(dòng)荷載作用下振動(dòng)在鉸接板橋的橫向是如何分布的,并嘗試分析鉸縫處承受的最不利剪力。主要研究工作如下:(1)對(duì)一簡(jiǎn)支鉸接空心板梁橋算例,分別用鉸接板法理論和梁格法有限元建模來(lái)計(jì)算該橋的荷載橫向分布系數(shù)。利用Midas軟件來(lái)進(jìn)行梁格法建模,因?yàn)闆](méi)有明確的規(guī)范來(lái)規(guī)定橫向虛擬橫梁的截面特性,本文根據(jù)前人的研究取具有代表性三種截面來(lái)計(jì)算,把計(jì)算結(jié)果同鉸接板法計(jì)算結(jié)果相對(duì)比,選取最合理的截面作為梁格法中虛擬橫梁的橫截面。同時(shí)也驗(yàn)證了建模的準(zhǔn)確性,保證后續(xù)動(dòng)力分析建模的合理性。(2)研究單板梁在移動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng),用Midas建立單梁的有限元模型,施加移動(dòng)集中荷載,得到不同速度下的單梁動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值解,然后與根據(jù)理論知識(shí)計(jì)算出來(lái)的解析解相對(duì)比。然后分析不同跨徑單梁在移動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng),做同樣的對(duì)比并分析規(guī)律。在前文分析的基礎(chǔ)上,研究移動(dòng)荷載作用下的沖擊系數(shù),根據(jù)單梁振動(dòng)方程求出沖擊系數(shù)解析解表達(dá)式,與數(shù)值解作對(duì)比。以此來(lái)驗(yàn)證建模加載的合理性,為后文整橋分析做基礎(chǔ)。(3)參照靜力橫向分布系數(shù)方法,分析移動(dòng)荷載下整橋的動(dòng)力響應(yīng),通過(guò)處理動(dòng)撓度時(shí)程曲線來(lái)總結(jié)動(dòng)力響應(yīng)的橫向分布規(guī)律,并與理論解析解對(duì)比分析。同時(shí)提取不同工況下鉸縫處剪力時(shí)程數(shù)據(jù),嘗試分析最不利的鉸縫處剪力,為研究鉸縫處破壞機(jī)理提供研究依據(jù)。本文研究?jī)?nèi)容和成果,為梁格法建模時(shí)如何合理取虛擬橫梁特性值提出了一些建議,為進(jìn)一步研究鉸接板梁橋動(dòng)力特性和鉸縫在移動(dòng)荷載作用下破壞機(jī)理研究提供一定參考作用。
【學(xué)位單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：U441;U448.217
【部分圖文】：

確保了有限元建模的正確性。本章分析在移動(dòng)荷載作用下單響應(yīng)，通過(guò)推導(dǎo)移動(dòng)荷載作用下振動(dòng)方程的解析解，與利用 Midas 有限出的數(shù)值解對(duì)比。二者對(duì)比驗(yàn)證單梁建模以及移動(dòng)加載的正確，也是下橋的動(dòng)力響應(yīng)的基礎(chǔ)。單板梁在移動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)的解析解1 基本假定求移動(dòng)荷載作用下單板梁的動(dòng)力響應(yīng)的求解做如下的假定[43]：(1)、單塊板梁簡(jiǎn)化為歐拉-伯努利梁；(2)、車(chē)輛荷載簡(jiǎn)化為勻速移動(dòng)荷載；(3)、EI 為單梁的抗彎剛度，m 為單梁在單位長(zhǎng)度上的質(zhì)量，假定為常(4)、不計(jì)阻尼影響；(5)、假設(shè)在時(shí)間 t 0時(shí)，P 在左邊支承處，在時(shí)間t時(shí)移動(dòng)到 x vt處簡(jiǎn)化后的模型如圖 4-1。

圖 4-2 一、三、五階振型跨中動(dòng)力響應(yīng)圖 4-2 為振型取一、三、五振型時(shí)跨中動(dòng)力響應(yīng)的曲線。由上圖可以看階振型和取三階振型時(shí)跨中撓度曲線有差別，但是差別非常小，當(dāng)振型階時(shí)基本上已經(jīng)和取到第三階時(shí)撓度曲線基本上重合了。因此可知，振 2 階時(shí)就可以滿(mǎn)足計(jì)算精度的要求。當(dāng)取前兩節(jié)時(shí)即 n 2時(shí)，公式 4.8 可以寫(xiě)成式 4.11 表達(dá)式： ttmlFttmlFtly22222222221111212121sinsin121sinsin121,)2( 式其中：mEIl21 ，l v 1；mEIl222 ，l v 2；

梁?jiǎn)伟辶涸谝苿?dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)和沖擊看出跨中響應(yīng)與荷載大小、速度，梁的質(zhì)量移動(dòng)荷載作用下單梁的動(dòng)力響應(yīng)分析梁分為 26 個(gè)單元，相當(dāng)于每 0.5m 一個(gè)單一個(gè)單元只需要 0.025s，對(duì)于每個(gè)單元相當(dāng)荷載。本文中將移動(dòng)荷載近似的模擬最大值圖 4-3 所示，圖中時(shí)間1t 和2t 之間的時(shí)間差間，它由移動(dòng)速度和劃分單元的長(zhǎng)度來(lái)決定荷載是 100kN，在 Midas 建模需要在節(jié)點(diǎn)動(dòng)
【參考文獻(xiàn)】

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1 彭彥;李德建;;梁格法在既有簡(jiǎn)支鉸接空心板梁橋檢測(cè)與維修加固計(jì)算分析中的應(yīng)用[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2009年01期

2 李玉良,孫福申,李曉紅;公路橋梁沖擊系數(shù)隨機(jī)變量的概率分布及沖擊系數(shù)譜[J];公路;1996年09期

3 盛國(guó)剛,趙冰;多個(gè)移動(dòng)質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)作用下梁的動(dòng)力特性分析[J];振動(dòng)與沖擊;2003年01期

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1 章文;斜交簡(jiǎn)支梁橋在車(chē)輛移動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力反應(yīng)[D];武漢理工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2864189