發(fā)布時間：2017-09-01 16:26

  本文關鍵詞：大跨徑波形鋼腹板箱梁橋剪力滯效應研究

  更多相關文章： 橋梁工程 剪力滯效應 有限元 三桿比擬法 波形鋼腹板組合箱梁橋 大跨徑

【摘要】：波形鋼腹板組合箱梁橋是一種用波折鋼腹板替代混凝土腹板的新型鋼-混組合結構橋梁,具有受力明確、材料利用率高、輕型、美觀、高效、耐久、永久避免腹板開裂等優(yōu)點,避免了傳統(tǒng)鋼筋混凝土梁橋的一些缺陷,是城市、景區(qū)較好的橋型選擇,在國內外獲得了廣泛的推廣應用,尤其在最近幾年,波形鋼腹板組合橋出現(xiàn)了井噴式的建設熱潮。為了研究大跨波形鋼腹板組合箱梁橋的剪力滯效應,本文以普通箱形梁剪力滯理論為基礎,參照波形鋼腹板箱梁自身的結構特點,同時結合兩座懸臂施工的大跨徑波形鋼腹板箱梁橋,建立了多個有限元模型,探究了不同施工階段以及不同荷載工況下大跨徑波形鋼腹板箱梁橋剪力滯效應的變化規(guī)律,同時對影響剪力滯效應的相關幾何參數(shù)進行了分析,全文主要包括以下幾方面的工作:(1)建立了平面桿系模型和空間實體有限元模型,模擬施工過程,選取多個關鍵截面,研究了波形鋼腹板組合箱梁橋在不同施工階段下的剪力滯效應分布規(guī)律;(2)對比擬法計算大跨徑波形鋼腹板箱梁橋剪力滯效應的公式進行了詳細推導,采用三桿比擬法同時結合有限元分析模型研究了某大跨波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋關鍵截面在集中荷載和均布荷載作用下的剪力滯效應;(3)通過ANSYS有限元軟件,研究了大跨徑波形剛腹板箱梁橋在不同寬跨比(B/L)、高跨比(H/L)、頂板厚度(D)影響下的剪力滯效應分布規(guī)律,總結了大跨徑波形鋼腹板箱梁橋中影響其剪力滯效應的主要幾何參數(shù);結果表明:大跨波形鋼腹板組合箱梁橋的剪力滯效應隨著施工階段的推移是一個動態(tài)變化的過程,在懸臂施工階段,剪力滯效應變化較快,在施工階段后期,剪力滯效應變化緩慢,最大剪力滯效應發(fā)生在最大懸臂狀態(tài)時的端部截面;三桿比擬法能夠可靠、有效地計算大跨徑波形鋼腹板箱梁橋的剪力滯效應;同時由分析結果可知,寬跨比、頂板厚度等是影響剪力滯效應的關鍵因素,在工程設計中應予以注意。本文對大跨徑波形鋼箱梁橋的剪力滯效應做了較為詳盡的分析,可以為相關工程設計提供借鑒。
【關鍵詞】：橋梁工程 剪力滯效應 有限元 三桿比擬法 波形鋼腹板組合箱梁橋 大跨徑
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U441
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 波形鋼腹板組合箱梁橋的發(fā)展概況11-15
• 1.2 波形鋼腹板整體構造15-18
• 1.2.1 組合箱梁橋的構造特點15-16
• 1.2.2 波形鋼腹板16
• 1.2.3 體外預應力鋼束16-17
• 1.2.4 剪力連接件17-18
• 1.3 波形鋼腹板組合箱梁橋結構特點18-19
• 1.4 箱梁受力分析19-20
• 1.5 波形鋼腹板組合箱梁橋剪力滯效應研究現(xiàn)狀20-23
• 1.5.1 剪力滯定義及其參數(shù)20-21
• 1.5.2 國內外在剪力滯問題上的研究方法21
• 1.5.3 傳統(tǒng)混凝土箱梁剪力滯效應研究概況21-22
• 1.5.4 波形鋼腹板組合箱梁橋剪力滯效應研究概況22-23
• 1.6 本文主要研究思路與研究內容23
• 1.7 本章小結23-25
• 第2章 有限元模型的建立25-34
• 2.1 概述25
• 2.2 工程背景25-27
• 2.2.1 橋型布置25-26
• 2.2.2 波形鋼腹板布置26
• 2.2.3 施工方法簡介26-27
• 2.3 有限元法思路27-28
• 2.3.1 有限元法概述27-28
• 2.3.2 本文有限元法的思路28
• 2.4 不同單元組合建模存在的問題28
• 2.5 常用解決方法28-29
• 2.5.1 約束方程28-29
• 2.5.2 MPC法簡介29
• 2.6 相關有限元模型的建立29-32
• 2.6.1 平面桿系模型建模思路29-30
• 2.6.2 平面桿系模型具體參數(shù)選擇30-31
• 2.6.3 空間實體有限元模型31-32
• 2.7 分析方法32-33
• 2.8 本章小結33-34
• 第3章 大橋施工階段剪力滯效應分析結果34-46
• 3.1 概述34
• 3.2 分析控制截面34-35
• 3.3 6#塊施工完畢35-37
• 3.3.1 短懸臂時結構內力分布35
• 3.3.2 短懸臂時關鍵截面應力值35-37
• 3.3.3 剪力滯系數(shù)分析結果37
• 3.4 最大懸臂狀態(tài)下分析結果37-40
• 3.4.1 最大懸臂時結構內力分布37-38
• 3.4.2 最大懸臂時關鍵截面應力值38-39
• 3.4.3 剪力滯系數(shù)分析結果39-40
• 3.5 大橋合龍40-42
• 3.5.1 大橋合龍下結構內力分布40
• 3.5.2 大橋合龍后關鍵截面應力值40-42
• 3.5.3 大橋合龍后應力及剪力滯分析結果42
• 3.6 二期恒載作用力分析42-45
• 3.6.1 橋面鋪裝完成后結構內力分布43
• 3.6.2 橋面鋪裝完成后截面應力值43-44
• 3.6.3 橋面鋪裝完成后剪力滯分析結果44-45
• 3.7 施工階段全過程剪力滯系數(shù)分布探究45
• 3.8 本章小結45-46
• 第4章 三桿比擬法分析波形鋼腹板箱梁剪力滯效應46-60
• 4.1 概述46
• 4.2 比擬桿法的求解思路46-47
• 4.3 加勁肋桿面積的計算47-49
• 4.3.1 等效薄板的面積和厚度47-48
• 4.3.2 加勁桿面積48-49
• 4.4 等截面簡支梁的九桿比擬法求解49-52
• 4.4.1 微分方程的建立49-50
• 4.4.2 邊界條件50-51
• 4.4.3 微分方程求解51
• 4.4.4 MATLAB編程51-52
• 4.5 變截面連續(xù)箱梁的三桿比擬法求解52-56
• 4.5.1 疊加法52-53
• 4.5.2 等代簡支梁法53
• 4.5.3 三桿比擬法推導53-56
• 4.6 計算實例56
• 4.7 計算結果56-59
• 4.7.1 關鍵截面選取56-57
• 4.7.2 關鍵截面應力及剪力滯系數(shù)結果57-59
• 4.8 本章小結59-60
• 第5章 剪力滯效應影響因素分析及工程建議60-69
• 5.1 概述60
• 5.2 剪力滯效應因素分析60-68
• 5.2.1 寬跨比對剪力滯的影響(B/L)61-63
• 5.2.2 高跨比對剪力滯效應的影響（H/L）63-65
• 5.2.3 不同頂板厚度（D）65-68
• 5.3 本章小結68-69
• 結論與展望69-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-76
• 附錄A（攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄）76

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