空心型框架橋力學(xué)特性研究
本文關(guān)鍵詞:空心型框架橋力學(xué)特性研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:框架橋在頂進(jìn)施工過程中,自重大是造成路基塌方、橋體偏移、后背坍塌等事故的主要原因之一,為了保證鐵路運(yùn)輸?shù)恼_\(yùn)行以及施工的進(jìn)度和質(zhì)量,參照空心板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理對(duì)框架橋進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì):在框架橋頂板中放置高強(qiáng)薄壁空心管形成空心型框架橋。本文依托實(shí)際工程對(duì)空心型框架橋的截面尺寸以及受力特性進(jìn)行了研究,具體研究內(nèi)容包括以下幾方面:通過計(jì)算分析空心板兩個(gè)方向的抗彎剛度,確定了空心型框架橋頂板空心管的布置方向;在原型框架橋截面尺寸的基礎(chǔ)上,對(duì)不同孔徑的空心型框架橋在不同管徑、不同凈距的情況下進(jìn)行模擬分析,并以強(qiáng)度、剛度以及裂縫寬度為判斷標(biāo)準(zhǔn)得到空心型框架橋頂板的截面尺寸以及空心型框架橋適用的孔徑。通過理論分析和數(shù)值計(jì)算,對(duì)空心型框架橋進(jìn)行了配筋設(shè)計(jì),計(jì)算結(jié)果表明:當(dāng)配置橫向主要受力鋼筋時(shí),僅采用平面模型就可以得到較好的效果;縱向受力鋼筋面積為橫向主要受力鋼筋面積的0.25倍時(shí)即可滿足承載力要求。利用有限元分析軟件建立空心型框架橋和原型框架橋的三維模型,通過對(duì)比分析二者的靜力特性和動(dòng)力特性,總結(jié)空心型框架橋的優(yōu)勢(shì)并探究其抗震性能。針對(duì)施工工藝,選擇具有代表性的三個(gè)階段分析空心型框架橋在頂進(jìn)施工過程中的變形特征。在起動(dòng)階段和滑動(dòng)階段通過變化頂力和結(jié)構(gòu)長度,得出位移場(chǎng)隨頂力和結(jié)構(gòu)長度變化的規(guī)律;在入土階段模擬逐段頂進(jìn),得到位移的變化規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】:空心型框架橋 截面尺寸 承載力驗(yàn)算 動(dòng)力特性 抗震性能
【學(xué)位授予單位】:北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:U441
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-9
- 第一章 緒論9-13
- 1.1 研究背景和意義9-10
- 1.1.1 研究背景9-10
- 1.1.2 研究意義10
- 1.2 研究現(xiàn)狀10-12
- 1.3 研究內(nèi)容12-13
- 第二章 空心型框架橋截面尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)13-30
- 2.1 空心板設(shè)計(jì)13-19
- 2.1.1 設(shè)計(jì)原理13
- 2.1.2 空心管布置方向13-19
- 2.2 截面尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)19-28
- 2.2.1 有限元模型的建立21-22
- 2.2.2 主要影響因素22-24
- 2.2.3 截面尺寸的研究24-28
- 2.3 本章總結(jié)28-30
- 第三章 空心型框架橋配筋設(shè)計(jì)30-44
- 3.1 橫向配筋設(shè)計(jì)30-39
- 3.1.1 配筋設(shè)計(jì)30-33
- 3.1.2 平面模型與空間模型的比較33-39
- 3.2 縱向配筋設(shè)計(jì)39-40
- 3.3 頂、底板與墻體的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)40
- 3.4 配筋圖40-43
- 3.4.1 結(jié)構(gòu)配筋構(gòu)造要求40-41
- 3.4.2 配筋圖41-43
- 3.5 本章總結(jié)43-44
- 第四章 空心型框架橋靜力特性分析44-55
- 4.1 工程概況44
- 4.2 荷載及邊界條件44-48
- 4.2.1 所受荷載的計(jì)算44-46
- 4.2.2 基底土彈性剛度的計(jì)算方法46-48
- 4.3 靜力特性對(duì)比分析48-53
- 4.3.1 位移的對(duì)比分析48-51
- 4.3.2 內(nèi)力的對(duì)比分析51-53
- 4.4 空心型框架橋的優(yōu)勢(shì)分析53-54
- 4.5 本章總結(jié)54-55
- 第五章 空心型框架橋地震動(dòng)力響應(yīng)分析55-69
- 5.1 有限元模型的建立55-56
- 5.2 模態(tài)分析56-62
- 5.3 動(dòng)力時(shí)程分析62-67
- 5.3.1 地震波的選取62-63
- 5.3.2 阻尼系數(shù)的確定63
- 5.3.3 地震動(dòng)力響應(yīng)分析63-67
- 5.4 本章總結(jié)67-69
- 第六章 空心型框架橋頂進(jìn)施工過程的有限元分析69-83
- 6.1 框架橋頂進(jìn)施工方法概述69-70
- 6.2 線路加固系統(tǒng)70-73
- 6.3 空心型框架橋結(jié)構(gòu)的位移分析73-81
- 6.3.1 起動(dòng)階段結(jié)構(gòu)的位移分布73-79
- 6.3.2 滑動(dòng)階段結(jié)構(gòu)的位移分布79-80
- 6.3.3 入土階段結(jié)構(gòu)的位移分布80-81
- 6.4 本章總結(jié)81-83
- 第七章 結(jié)論與展望83-85
- 7.1 主要結(jié)論83-84
- 7.2 研究展望84-85
- 參考文獻(xiàn)85-88
- 在學(xué)期間的研究成果88-89
- 致謝89
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