新型管翼緣組合梁橋多工況靜動(dòng)力性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-15 01:49
近幾年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民日益增長(zhǎng)的生活需求,新型的橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。新型管翼緣組合梁是把傳統(tǒng)鋼-混組合梁中工字鋼的平鋼板上翼緣用鋼管混凝土代替的新型組合結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)學(xué)者大多對(duì)單根梁的受力特性進(jìn)行研究,對(duì)完整橋梁的受力性能研究較少。甘肅G109線的新型管翼緣組合梁橋是目前國(guó)內(nèi)最大跨度的管翼緣組合梁橋,研究這種橋在多種工況下的受力特性可為今后此類橋梁的設(shè)計(jì)工作提供參考。本文依托于甘肅G109線的城市新型高架橋項(xiàng)目,通過(guò)有限元軟件ABAQUS對(duì)K9+895K10+058段的新型管翼緣組合梁橋進(jìn)行了多種工況下的靜動(dòng)力分析,主要工作內(nèi)容如下:(1)根據(jù)已有的項(xiàng)目資料,建立精細(xì)化的全橋模型,其中,鋼結(jié)構(gòu)部分采用殼單元進(jìn)行模擬,混凝土采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬,支座采用彈簧單元進(jìn)行模擬。對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行精細(xì)化劃分,充分考慮不同構(gòu)件之間的力學(xué)受力行為,確定不同構(gòu)件之間的耦合性。(2)對(duì)管翼緣組合梁的吊裝過(guò)程進(jìn)行模擬分析,發(fā)現(xiàn)管翼緣組合梁在4步吊裝順序下的應(yīng)力和變形滿足規(guī)范要求。針對(duì)連續(xù)斜交管翼緣組合梁橋施加不同的靜力工況荷載,分析管翼緣組合梁的截面受力特性。建立相同跨徑的正交橋進(jìn)...
【文章來(lái)源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:121 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究的背景及意義
1.2 鋼-混組合梁的發(fā)展概況
1.2.1 鋼-混組合梁國(guó)外發(fā)展概況
1.2.2 鋼-混組合梁國(guó)內(nèi)發(fā)展概況
1.3 鋼管-混凝土組合梁的發(fā)展概況
1.3.1 鋼管-混凝土組合梁的國(guó)外發(fā)展概況
1.3.2 鋼管-混凝土組合梁的國(guó)內(nèi)發(fā)展概況
1.4 地震及橋梁震害
1.5 本文研究意義和主要內(nèi)容
1.5.1 研究意義
1.5.2 主要內(nèi)容
第2章 新型管翼緣組合梁橋有限元模型建立
2.1 工程概況
2.1.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)形式及尺寸
2.1.2 橋梁下部結(jié)構(gòu)形式及尺寸
2.1.3 橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
2.1.4 材料及計(jì)算參數(shù)選擇
2.2 有限元模型的建立
2.2.1 有限元軟件簡(jiǎn)介
2.2.2 單元選擇和網(wǎng)格劃分
2.2.3 材料參數(shù)
2.2.4 定義接觸
2.2.5 邊界約束
2.3 本章小結(jié)
第3章 管翼緣組合梁橋的靜力仿真分析
3.1 管翼緣組合梁施工過(guò)程分析
3.2 管翼緣組合梁橋靜力荷載工況
3.3 斜交管翼緣組合梁橋的受力特性分析
3.3.1 方鋼管應(yīng)力分析
3.3.2 腹板應(yīng)力分析
3.3.3 底板應(yīng)力分析
3.3.4 混凝土應(yīng)力分析
3.3.5 結(jié)構(gòu)整體變形分析
3.4 正交管翼緣組合梁橋的受力特性對(duì)比分析
3.4.1 方鋼管應(yīng)力分析
3.4.2 腹板應(yīng)力分析
3.4.3 底板應(yīng)力分析
3.4.4 混凝土應(yīng)力分析
3.4.5 結(jié)構(gòu)整體變形分析
3.5 傳統(tǒng)鋼-混組合梁橋的受力特性對(duì)比分析
3.5.1 傳統(tǒng)鋼-混組合梁橋的模型建立
3.5.2 傳統(tǒng)鋼-混組合梁橋的應(yīng)力分析
3.5.3 傳統(tǒng)鋼-混組合梁橋的整體變形分析
3.6 管翼緣組合梁橋參數(shù)分析
3.6.1 混凝土等級(jí)影響
3.6.2 上翼緣含鋼率影響
3.7 本章小結(jié)
第4章 新型斜交管翼緣組合梁橋動(dòng)力特性分析
4.1 橋梁自震特性分析
4.1.1 模態(tài)分析方法
4.1.2 整體有限元模型模態(tài)分析結(jié)果
4.2 抗震性能分析條件
4.2.1 時(shí)程分析法
4.2.2 結(jié)構(gòu)阻尼設(shè)置
4.2.3 地震波的選取原則
4.2.4 地震波的選取和輸入
4.2.5 荷載工況
4.3 縱向地震作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析
4.3.1 不同地震波下結(jié)構(gòu)加速度分析
4.3.2 不同地震波下結(jié)構(gòu)位移分析
4.3.3 不同地震波下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析
4.3.4 不同地震波下結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力分析
4.4 橫向地震作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析
4.4.1 不同地震波下結(jié)構(gòu)加速度分析
4.4.2 不同地震波下結(jié)構(gòu)位移分析
4.4.3 不同地震波下橋墩內(nèi)力分析
4.4.4 不同地震波下結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力分析
4.5 雙向地震作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析
4.5.1 不同地震波下結(jié)構(gòu)加速度分析
4.5.2 不同地震波下結(jié)構(gòu)相對(duì)位移分析
4.5.3 不同地震波下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析
4.5.4 不同地震波下結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力分析
4.6 豎向地震作用對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能的影響
4.6.1 豎向地震作用下結(jié)構(gòu)位移分析
4.6.2 豎向地震作用下結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 橋墩的抗沖擊性能分析
5.1 沖擊物直徑影響
5.1.1 沖擊力分析
5.1.2 位移分析
5.1.3 應(yīng)力分析
5.2 沖擊速度影響
5.2.1 沖擊力分析
5.2.2 位移分析
5.2.3 應(yīng)力分析
5.3 滾石撞擊位置的影響
5.3.1 沖擊力分析
5.3.2 位移分析
5.3.3 應(yīng)力分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
附錄 B 攻讀學(xué)位期間所參與項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]波形鋼腹板-鋼管混凝土翼緣組合梁的受彎性能分析[J]. 劉梓鋒,王志宇,周夏芳. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2019(S1)
[2]圓管翼緣鋼-混凝土新型組合梁負(fù)彎矩區(qū)力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 朱經(jīng)緯,王春生,翟曉亮. 工程力學(xué). 2018(12)
[3]預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁橋地震響應(yīng)分析[J]. 楊城,李春良,季東航. 吉林建筑大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]圓管翼緣鋼-混凝土新型組合梁極限抗彎承載力與延性[J]. 朱經(jīng)緯,王春生,翟曉亮,劉浩,崔志強(qiáng). 交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào). 2018(01)
[5]鋼-混凝土組合梁橋的截面彈性抗彎承載力計(jì)算方法研究[J]. 黃僑,郭趙元,萬(wàn)世成,楊明. 中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]雙管翼緣鋼-混凝土新型組合梁抗彎性能試驗(yàn)[J]. 王春生,朱經(jīng)緯,翟曉亮,王曉平,劉浩. 中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2017(03)
[7]鋼-混凝土組合梁剪力滯效應(yīng)彈性解析解[J]. 李法雄,聶建國(guó). 工程力學(xué). 2011(09)
[8]鋼-混凝土組合梁抗裂性能的試驗(yàn)研究[J]. 樊健生,聶建國(guó),張彥玲. 土木工程學(xué)報(bào). 2011(02)
[9]矩形鋼管混凝土上翼緣梁靜力性能分析[J]. 武振宇,成博,何嘉. 低溫建筑技術(shù). 2009(09)
[10]考慮收縮、徐變及開裂影響的組合梁長(zhǎng)期受力性能研究(Ⅰ)——試驗(yàn)及計(jì)算[J]. 樊健生,聶建國(guó),王浩. 土木工程學(xué)報(bào). 2009(03)
碩士論文
[1]鋼-混凝土組合連續(xù)梁橋運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下受力性能研究[D]. 呂改鋒.安徽建筑大學(xué) 2019
[2]鐵路剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋地震響應(yīng)分析[D]. 方傳俊.重慶交通大學(xué) 2018
[3]矩形鋼管混凝土上翼緣組合梁抗彎性能試驗(yàn)研究[D]. 付燁.東北石油大學(xué) 2016
[4]五邊形鋼管混凝土翼緣組合梁整體穩(wěn)定性能研究[D]. 張丹虹.華中科技大學(xué) 2014
[5]圓鋼管混凝土翼緣—組合梁橋應(yīng)用研究[D]. 鄭霜杰.長(zhǎng)安大學(xué) 2010
[6]上翼緣為矩形鋼管混凝土的工字形梁靜力性能的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 成博.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[7]帶鋼管混凝土上翼緣的鋼—高性能混凝土組合梁抗剪性能試驗(yàn)研究[D]. 翟曉亮.長(zhǎng)安大學(xué) 2009
[8]帶圓管翼緣的鋼—高性能混凝土組合梁抗彎性能試驗(yàn)研究[D]. 李寶瑞.長(zhǎng)安大學(xué) 2008
[9]鋼—混組合梁翼緣有效寬度研究[D]. 歐陽(yáng)明.長(zhǎng)安大學(xué) 2007
[10]部分剪力連接鋼—混凝土簡(jiǎn)支組合梁滑移性能研究[D]. 孫文彬.河海大學(xué) 2001
本文編號(hào):3186714
【文章來(lái)源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:121 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究的背景及意義
1.2 鋼-混組合梁的發(fā)展概況
1.2.1 鋼-混組合梁國(guó)外發(fā)展概況
1.2.2 鋼-混組合梁國(guó)內(nèi)發(fā)展概況
1.3 鋼管-混凝土組合梁的發(fā)展概況
1.3.1 鋼管-混凝土組合梁的國(guó)外發(fā)展概況
1.3.2 鋼管-混凝土組合梁的國(guó)內(nèi)發(fā)展概況
1.4 地震及橋梁震害
1.5 本文研究意義和主要內(nèi)容
1.5.1 研究意義
1.5.2 主要內(nèi)容
第2章 新型管翼緣組合梁橋有限元模型建立
2.1 工程概況
2.1.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)形式及尺寸
2.1.2 橋梁下部結(jié)構(gòu)形式及尺寸
2.1.3 橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
2.1.4 材料及計(jì)算參數(shù)選擇
2.2 有限元模型的建立
2.2.1 有限元軟件簡(jiǎn)介
2.2.2 單元選擇和網(wǎng)格劃分
2.2.3 材料參數(shù)
2.2.4 定義接觸
2.2.5 邊界約束
2.3 本章小結(jié)
第3章 管翼緣組合梁橋的靜力仿真分析
3.1 管翼緣組合梁施工過(guò)程分析
3.2 管翼緣組合梁橋靜力荷載工況
3.3 斜交管翼緣組合梁橋的受力特性分析
3.3.1 方鋼管應(yīng)力分析
3.3.2 腹板應(yīng)力分析
3.3.3 底板應(yīng)力分析
3.3.4 混凝土應(yīng)力分析
3.3.5 結(jié)構(gòu)整體變形分析
3.4 正交管翼緣組合梁橋的受力特性對(duì)比分析
3.4.1 方鋼管應(yīng)力分析
3.4.2 腹板應(yīng)力分析
3.4.3 底板應(yīng)力分析
3.4.4 混凝土應(yīng)力分析
3.4.5 結(jié)構(gòu)整體變形分析
3.5 傳統(tǒng)鋼-混組合梁橋的受力特性對(duì)比分析
3.5.1 傳統(tǒng)鋼-混組合梁橋的模型建立
3.5.2 傳統(tǒng)鋼-混組合梁橋的應(yīng)力分析
3.5.3 傳統(tǒng)鋼-混組合梁橋的整體變形分析
3.6 管翼緣組合梁橋參數(shù)分析
3.6.1 混凝土等級(jí)影響
3.6.2 上翼緣含鋼率影響
3.7 本章小結(jié)
第4章 新型斜交管翼緣組合梁橋動(dòng)力特性分析
4.1 橋梁自震特性分析
4.1.1 模態(tài)分析方法
4.1.2 整體有限元模型模態(tài)分析結(jié)果
4.2 抗震性能分析條件
4.2.1 時(shí)程分析法
4.2.2 結(jié)構(gòu)阻尼設(shè)置
4.2.3 地震波的選取原則
4.2.4 地震波的選取和輸入
4.2.5 荷載工況
4.3 縱向地震作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析
4.3.1 不同地震波下結(jié)構(gòu)加速度分析
4.3.2 不同地震波下結(jié)構(gòu)位移分析
4.3.3 不同地震波下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析
4.3.4 不同地震波下結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力分析
4.4 橫向地震作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析
4.4.1 不同地震波下結(jié)構(gòu)加速度分析
4.4.2 不同地震波下結(jié)構(gòu)位移分析
4.4.3 不同地震波下橋墩內(nèi)力分析
4.4.4 不同地震波下結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力分析
4.5 雙向地震作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析
4.5.1 不同地震波下結(jié)構(gòu)加速度分析
4.5.2 不同地震波下結(jié)構(gòu)相對(duì)位移分析
4.5.3 不同地震波下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析
4.5.4 不同地震波下結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力分析
4.6 豎向地震作用對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能的影響
4.6.1 豎向地震作用下結(jié)構(gòu)位移分析
4.6.2 豎向地震作用下結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 橋墩的抗沖擊性能分析
5.1 沖擊物直徑影響
5.1.1 沖擊力分析
5.1.2 位移分析
5.1.3 應(yīng)力分析
5.2 沖擊速度影響
5.2.1 沖擊力分析
5.2.2 位移分析
5.2.3 應(yīng)力分析
5.3 滾石撞擊位置的影響
5.3.1 沖擊力分析
5.3.2 位移分析
5.3.3 應(yīng)力分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
附錄 B 攻讀學(xué)位期間所參與項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]波形鋼腹板-鋼管混凝土翼緣組合梁的受彎性能分析[J]. 劉梓鋒,王志宇,周夏芳. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2019(S1)
[2]圓管翼緣鋼-混凝土新型組合梁負(fù)彎矩區(qū)力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 朱經(jīng)緯,王春生,翟曉亮. 工程力學(xué). 2018(12)
[3]預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁橋地震響應(yīng)分析[J]. 楊城,李春良,季東航. 吉林建筑大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]圓管翼緣鋼-混凝土新型組合梁極限抗彎承載力與延性[J]. 朱經(jīng)緯,王春生,翟曉亮,劉浩,崔志強(qiáng). 交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào). 2018(01)
[5]鋼-混凝土組合梁橋的截面彈性抗彎承載力計(jì)算方法研究[J]. 黃僑,郭趙元,萬(wàn)世成,楊明. 中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]雙管翼緣鋼-混凝土新型組合梁抗彎性能試驗(yàn)[J]. 王春生,朱經(jīng)緯,翟曉亮,王曉平,劉浩. 中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2017(03)
[7]鋼-混凝土組合梁剪力滯效應(yīng)彈性解析解[J]. 李法雄,聶建國(guó). 工程力學(xué). 2011(09)
[8]鋼-混凝土組合梁抗裂性能的試驗(yàn)研究[J]. 樊健生,聶建國(guó),張彥玲. 土木工程學(xué)報(bào). 2011(02)
[9]矩形鋼管混凝土上翼緣梁靜力性能分析[J]. 武振宇,成博,何嘉. 低溫建筑技術(shù). 2009(09)
[10]考慮收縮、徐變及開裂影響的組合梁長(zhǎng)期受力性能研究(Ⅰ)——試驗(yàn)及計(jì)算[J]. 樊健生,聶建國(guó),王浩. 土木工程學(xué)報(bào). 2009(03)
碩士論文
[1]鋼-混凝土組合連續(xù)梁橋運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下受力性能研究[D]. 呂改鋒.安徽建筑大學(xué) 2019
[2]鐵路剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋地震響應(yīng)分析[D]. 方傳俊.重慶交通大學(xué) 2018
[3]矩形鋼管混凝土上翼緣組合梁抗彎性能試驗(yàn)研究[D]. 付燁.東北石油大學(xué) 2016
[4]五邊形鋼管混凝土翼緣組合梁整體穩(wěn)定性能研究[D]. 張丹虹.華中科技大學(xué) 2014
[5]圓鋼管混凝土翼緣—組合梁橋應(yīng)用研究[D]. 鄭霜杰.長(zhǎng)安大學(xué) 2010
[6]上翼緣為矩形鋼管混凝土的工字形梁靜力性能的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 成博.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[7]帶鋼管混凝土上翼緣的鋼—高性能混凝土組合梁抗剪性能試驗(yàn)研究[D]. 翟曉亮.長(zhǎng)安大學(xué) 2009
[8]帶圓管翼緣的鋼—高性能混凝土組合梁抗彎性能試驗(yàn)研究[D]. 李寶瑞.長(zhǎng)安大學(xué) 2008
[9]鋼—混組合梁翼緣有效寬度研究[D]. 歐陽(yáng)明.長(zhǎng)安大學(xué) 2007
[10]部分剪力連接鋼—混凝土簡(jiǎn)支組合梁滑移性能研究[D]. 孫文彬.河海大學(xué) 2001
本文編號(hào):3186714
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