波形鋼腹板組合梁橋剪力滯效應(yīng)的分析研究
本文關(guān)鍵詞:波形鋼腹板組合梁橋剪力滯效應(yīng)的分析研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:波形鋼腹板混凝土組合橋梁是一種用具有褶皺效應(yīng)的波紋鋼腹板來置換傳統(tǒng)的混凝土腹板,同時采用了大量的體外預應(yīng)力束的新型橋梁結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的混凝土箱梁橋相比,它具有很多優(yōu)點,例如自重小,抗裂性能好,造型美觀等,因此在世界各國得到了廣泛的推廣與使用。本文在廣泛收集了解國內(nèi)外關(guān)于波形鋼腹板剪力滯效應(yīng)研究成果的基礎(chǔ)上,針對一總長3米,計算跨徑2.8米的單箱單室簡支模型梁剪力滯效應(yīng)進行了相關(guān)的研究,主要完成工作如下:(1)詳細的介紹了波形鋼腹板組合箱梁橋的發(fā)展狀況與構(gòu)造特點,及這種新型橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點。然后介紹了國內(nèi)外各國學者關(guān)于波形鋼腹板組合箱梁的研究現(xiàn)狀。最后解釋了剪力滯效應(yīng)的基本概念,及分析剪力滯效應(yīng)的各種方法。(2)運用能量變分法和擬平截面假定推導了波形鋼腹板箱梁橋的剪力滯微分控制方程,計算了在不同的荷載組合下,跨中截面的剪力滯系數(shù)。然后詳細介紹了如何使用有限元法進行波形鋼腹板組合箱梁橋的建模。通過有限元軟件建立了相應(yīng)的模型,并進行了計算。最后,將有限元分析的結(jié)果與能量變分法所推導的理論公式的結(jié)果進行對比,驗證所推導的理論公式的正確性。(3)詳細分析了各種幾何參數(shù)例如寬跨比、懸翼比、寬高比、腹板傾角等對剪力滯效應(yīng)的影響,同時分析了剪力滯系數(shù)沿著縱橫向的變化規(guī)律,以及橫隔板的設(shè)置對剪力滯系數(shù)影響。(4)簡要地介紹了國內(nèi)外規(guī)范中關(guān)于有效分布寬度的規(guī)定,引入了有效寬度比的概念,根據(jù)不同寬跨比下的有效寬度比,擬合了有效寬度比與寬跨比的經(jīng)驗公式。通過和其它文獻及規(guī)范中的計算公式結(jié)果對比,驗證了擬合公式的正確性。本文通過兩種不同的方法對波形鋼腹板組合箱梁的剪力滯效應(yīng)進行了深入的研究,推導了計算波形鋼腹板組合箱梁橋跨中截面剪力滯的計算公式,建立了波形鋼腹板組合箱梁橋的有限元模型。分析了影響剪力滯效應(yīng)的各種因素,提出了適用于工程實踐的擬合公式與計算圖表。通過計算圖表與擬合公式,可以很方便的求出波形鋼腹板組合箱梁橋的剪力滯系數(shù),從而可以指導此類橋梁的施工與設(shè)計。
【關(guān)鍵詞】:剪力滯效應(yīng) 有效分布寬度 波形鋼腹板組合梁橋 有限元法 能量變分法
【學位授予單位】:廣東工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:U441
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-13
- 第一章 緒論13-24
- 1.1 研究的背景與研究的意義13-14
- 1.1.1 研究背景13
- 1.1.2 研究的意義13-14
- 1.2 波形鋼腹板組合橋梁概述及實橋應(yīng)用14-20
- 1.2.1 波形鋼腹板組合橋梁概述14-15
- 1.2.2 波形鋼腹板組合橋梁的構(gòu)造特點15-17
- 1.2.3 波形鋼腹板組合橋梁的實際應(yīng)用17-20
- 1.3 剪力滯效應(yīng)概述20-23
- 1.3.1 剪力滯系數(shù)及有效分布寬度20-21
- 1.3.2 國內(nèi)外關(guān)于剪力滯效應(yīng)的研究狀況21-23
- 1.4 本文主要研究內(nèi)容23-24
- 第二章 能量變分法求解波形鋼腹板組合箱梁剪力滯微分控制方程24-38
- 2.1 變分解法的兩個基本假定25-32
- 2.1.1 變分法基本方程的推導27-32
- 2.2 變分法基本方程的求解32-36
- 2.2.1 求解簡支梁在集中荷載作用下的變分方程32-35
- 2.2.2 求解簡支梁在均布荷載作用下的變分方程35-36
- 2.3 本章小結(jié)36-38
- 第三章 波形鋼腹板組合箱梁剪力滯效應(yīng)的有限元分析38-48
- 3.1 有限元概述38-39
- 3.2 有限元分析模型的建立39-46
- 3.2.1 單元類型的選取39-41
- 3.2.2 模型材料的非線性分析41-42
- 3.2.3 有限元模型預應(yīng)力的實現(xiàn)42-43
- 3.2.4 模型的材料屬性43-44
- 3.2.5 模型建立及網(wǎng)格劃分44-46
- 3.3 比較兩種方法求得的剪力滯系數(shù)46-47
- 3.4 本章小結(jié)47-48
- 第四章 分析幾何參數(shù)對波形鋼腹板組合箱梁剪力滯效應(yīng)的影響48-62
- 4.1 跨中截面的剪力滯系數(shù)沿橫橋向的變化規(guī)律49-50
- 4.2 沿梁縱向剪力滯系數(shù)的變化規(guī)律50-52
- 4.3 寬跨比對跨中截面剪力滯系數(shù)的影響52-53
- 4.4 寬高比對跨中截面剪力滯系數(shù)的影響53-55
- 4.5 頂板懸翼比對跨中截面剪力滯系數(shù)的影響55-57
- 4.6 頂板厚度對跨中截面剪力滯系數(shù)的影響57-58
- 4.7 橫隔板的設(shè)置對跨中截面剪力滯系數(shù)的影響58-59
- 4.8 腹板傾角對跨中截面剪力滯系數(shù)的影響59-60
- 4.9 本章小結(jié)60-62
- 第五章 波形鋼腹板組合箱梁有效分布寬度的計算方法62-72
- 5.1 概述62
- 5.2 有效寬度比的定義62-63
- 5.3 有效分布寬度在國內(nèi)外規(guī)范中的定義63-66
- 5.3.1 有效分布寬度在國外規(guī)范中的規(guī)定63-65
- 5.3.2 國內(nèi)規(guī)范中關(guān)于有效分布寬度的定義65-66
- 5.4 計算波形鋼腹板組合箱梁的有效分布寬度66-69
- 5.5 其他公式與本文經(jīng)驗公式的對比69-71
- 5.5.1 對比其他文獻的計算公式69-70
- 5.5.2 對比規(guī)范中的計算公式70-71
- 5.6 本章小結(jié)71-72
- 結(jié)論與展望72-75
- 參考文獻75-78
- 攻讀學位期間科研成果78-80
- 致謝80
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