發(fā)布時(shí)間：2017-09-06 23:38

  本文關(guān)鍵詞：連續(xù)曲線組合箱梁橋施工階段力學(xué)特性與簡(jiǎn)化計(jì)算方法研究

  更多相關(guān)文章： 組合梁曲線橋 扭轉(zhuǎn) 槽形截面 精細(xì)模型 桿系模型

【摘要】：曲線組合箱梁中鋼梁部分通常選用內(nèi)部均勻地設(shè)置橫向聯(lián)結(jié)系的槽形截面。在施工階段鋼梁的結(jié)構(gòu)力學(xué)行為較復(fù)雜,己不同于純開口或者純閉口截面鋼梁。理論上用板殼元和實(shí)體元建立的有限元精細(xì)模型可以清晰地計(jì)算出結(jié)構(gòu)的受力情況。然而,龐大的前后處理工作量、計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)、計(jì)算所需內(nèi)存和外存大等缺點(diǎn)直接制約了它在實(shí)際工程中的應(yīng)用。在這種情況下,如果能夠建立一種較為簡(jiǎn)便的且具有一定精度的計(jì)算模型就顯得很有實(shí)用價(jià)值。論文進(jìn)行了這方面的探討和研究,具體研究?jī)?nèi)容和成果如下：利用有限元軟件ANSYS建立曲線槽形鋼梁板殼元模型,計(jì)算分析施工階段中結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),揭示其力學(xué)特性和規(guī)律。對(duì)影響連續(xù)曲線組合箱梁橋在施工階段受力性能的主要參數(shù)進(jìn)行分析,包括：鋼梁截面形式、橫向聯(lián)結(jié)系的布置間距、橫向聯(lián)結(jié)系的結(jié)構(gòu)形式。引入等效扭轉(zhuǎn)剛度的概念,利用符拉索夫約束扭轉(zhuǎn)理論和開口薄壁桿件的約束扭轉(zhuǎn)初參數(shù)法,推導(dǎo)了兩種不同工況下結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)角的計(jì)算公式,并建立了對(duì)應(yīng)的板殼元節(jié)段模型,反算求得等效扭轉(zhuǎn)參數(shù),確立了桿系模型的建模方法。此外,論文又進(jìn)一步提出了等效自由扭轉(zhuǎn)常數(shù)It的簡(jiǎn)化計(jì)算方法,將結(jié)構(gòu)等效為頂板是一彈性薄板的閉口截面桿件,橫向聯(lián)結(jié)系對(duì)結(jié)構(gòu)的作用用彈性薄板代替,給出了薄板厚度的計(jì)算公式。將己建成的連續(xù)曲線組合箱梁橋作為計(jì)算實(shí)例,運(yùn)用論文建立的公式(或過程)計(jì)算等效扭轉(zhuǎn)參數(shù),建立施工過程中重要階段的桿系模型,進(jìn)行變形和應(yīng)力的計(jì)算,與相對(duì)應(yīng)的精細(xì)模型計(jì)算結(jié)果做對(duì)比分析,驗(yàn)證桿系模型的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。計(jì)算結(jié)果表明,對(duì)于設(shè)置有橫向聯(lián)結(jié)系的曲線槽形鋼梁,其扭轉(zhuǎn)類型屬于約束扭轉(zhuǎn),結(jié)構(gòu)沿縱向產(chǎn)生翹曲變形,橫截面畸變變形很小,它的受力特征依然滿足經(jīng)典的開口薄壁桿件約束扭轉(zhuǎn)理論的分析結(jié)果。非對(duì)稱截面鋼梁在自重荷載或外部對(duì)稱荷載作用下,對(duì)自身會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加扭矩,這種作用對(duì)結(jié)構(gòu)受力隨曲線半徑的變化保持不變。橫向聯(lián)結(jié)系可以顯著提高槽形鋼梁的抗扭剛度,布置越密,扭轉(zhuǎn)剛度越大。隔板式橫向聯(lián)結(jié)系和桁架式橫向聯(lián)結(jié)系對(duì)槽形鋼梁整體受力的影響是相同的。將均勻設(shè)置橫向聯(lián)結(jié)系的開口截面鋼梁等效為勻質(zhì)的薄壁梁,計(jì)算所得到的等效抗扭參數(shù)是合理的。等效扭轉(zhuǎn)參數(shù)中翹曲常數(shù)Iω和扭心位置可忽略橫向聯(lián)結(jié)系的影響,直接按照一般開口槽形截面計(jì)算。文中建立的桿系模型與精細(xì)模型計(jì)算得到的變形、應(yīng)力結(jié)果吻合良好,桿系模型具有良好的準(zhǔn)確性和實(shí)用性,能夠?yàn)閷?shí)際橋梁的設(shè)計(jì)和施工計(jì)算分析提供一種有效的方法。
【關(guān)鍵詞】：組合梁曲線橋 扭轉(zhuǎn) 槽形截面 精細(xì)模型 桿系模型
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U445.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 課題背景及研究意義12-14
• 1.1.1 鋼-混凝土組合梁橋及問題的提出12-13
• 1.1.2 課題研究意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 薄壁箱梁理論14-15
• 1.2.2 組合箱梁施工階段開口鋼梁受力性能研究15-16
• 1.2.3 箱梁桿系模型分析研究16-17
• 1.3 論文主要工作及內(nèi)容17-19
• 第2章 連續(xù)曲線組合箱梁橋施工階段力學(xué)行為分析19-54
• 2.1 概述19-21
• 2.1.1 板殼有限元分析理論19-20
• 2.1.2 ANSYS中板殼單元介紹20-21
• 2.2 有限元模型的建立21-24
• 2.2.1 橋梁背景21-22
• 2.2.2 有限元模型22-24
• 2.2.3 計(jì)算結(jié)果說(shuō)明及正負(fù)號(hào)規(guī)定24
• 2.3 鋼梁在頂推過程中處于最大懸臂狀態(tài)時(shí)的受力分析24-28
• 2.3.1 支反力及變形分析25-27
• 2.3.2 應(yīng)力分析27-28
• 2.4 鋼梁頂推結(jié)束完成體系轉(zhuǎn)換的受力分析28-31
• 2.4.1 支反力及變形分析28-30
• 2.4.2 應(yīng)力分析30-31
• 2.5 鋼梁在混凝土板鋪設(shè)后的受力分析31-33
• 2.5.1 支反力及變形分析31-32
• 2.5.2 應(yīng)力分析32-33
• 2.6 影響曲線連續(xù)組合箱梁施工階段受力的參數(shù)分析33-52
• 2.6.1 鋼梁橫截面形式的影響33-44
• 2.6.2 橫向聯(lián)結(jié)系間距的影響44-48
• 2.6.3 橫向聯(lián)結(jié)系形式的影響48-52
• 2.7 本章小結(jié)52-54
• 第3章 設(shè)有橫聯(lián)的槽形鋼梁桿系模型計(jì)算參數(shù)研究54-84
• 3.1 概述54-55
• 3.1.1 約束扭轉(zhuǎn)的介紹54-55
• 3.1.2 空間梁?jiǎn)卧治瞿Ｐ?/span>55
• 3.2 開口薄壁桿件約束扭轉(zhuǎn)的初參數(shù)解法55-61
• 3.2.1 控制微分方程及其解55-58
• 3.2.2 集中力以及分布扭矩的影響58-60
• 3.2.3 邊界條件60-61
• 3.3 等效扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算61-72
• 3.3.1 詳細(xì)計(jì)算過程61-66
• 3.3.2 單軸對(duì)稱截面的分析66-69
• 3.3.3 非對(duì)稱截面的分析69-72
• 3.4 單梁模型計(jì)算的驗(yàn)證72-76
• 3.4.1 算例172-73
• 3.4.2 算例273-74
• 3.4.3 算例374-75
• 3.4.4 小結(jié)75-76
• 3.5 橫向聯(lián)結(jié)系間距的影響76-79
• 3.5.1 等效扭轉(zhuǎn)剛度的分析76-77
• 3.5.2 計(jì)算結(jié)果的分析比較77-79
• 3.6 等效自由扭轉(zhuǎn)常數(shù)I_t的進(jìn)一步簡(jiǎn)化計(jì)算79-82
• 3.7 本章小結(jié)82-84
• 第4章 工程實(shí)例計(jì)算84-99
• 4.1 概述84
• 4.2 橋梁概況84-85
• 4.3 有限元模型85-90
• 4.3.1 精細(xì)模型85-88
• 4.3.2 桿系模型88-90
• 4.4 施工階段計(jì)算及分析90-98
• 4.4.1 薄壁箱梁正應(yīng)力計(jì)算90-92
• 4.4.2 頂推過程中處于最大懸臂狀態(tài)計(jì)算分析92-94
• 4.4.3 頂推結(jié)束鋼梁完成體系轉(zhuǎn)換階段計(jì)算分析94-96
• 4.4.4 混凝土橋面板整體安裝后計(jì)算分析96-98
• 4.5 本章小結(jié)98-99
• 結(jié)論與展望99-101
• 致謝101-102
• 參考文獻(xiàn)102-106
• 攻讀碩士期間參與科研實(shí)踐項(xiàng)目106

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 肖國(guó)梁,高日,李承根;活性粉末混凝土與普通混凝土組合箱梁的受力性能[J];鐵道學(xué)報(bào);2004年04期

2 劉松良;預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁施工工藝[J];山西建筑;2004年17期

3 霍朋欽;預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁施工常見的質(zhì)量缺陷及其防治措施[J];交通標(biāo)準(zhǔn)化;2005年07期

4 李夏業(yè);黨紅;;混凝土組合箱梁施工工藝改進(jìn)[J];青海交通科技;2007年04期

5 蘇靜巍;;劉江立交橋組合箱梁施工中關(guān)鍵施工方法及注意事項(xiàng)探討[J];科技信息(科學(xué)教研);2007年30期

6 陶志剛;;預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁施工常見的質(zhì)量缺陷及其防治措施[J];科技信息(科學(xué)教研);2007年32期

7 楊永中;;組合箱梁施工控制要點(diǎn)[J];科技風(fēng);2008年11期

8 聶建國(guó);唐亮;胡少偉;朱紅超;;鋼-混凝土組合箱梁的抗扭強(qiáng)度[J];土木工程學(xué)報(bào);2008年01期

9 方達(dá)志;;預(yù)應(yīng)力混凝土砼組合箱梁施工常見的質(zhì)量缺陷及其防治措施[J];科技信息(學(xué)術(shù)研究);2008年34期

10 邵長(zhǎng)宇;;主跨105m連續(xù)組合箱梁橋的技術(shù)特色與創(chuàng)新[J];橋梁建設(shè);2008年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 邵長(zhǎng)宇;;主跨105m連續(xù)組合箱梁橋設(shè)計(jì)構(gòu)思[A];第十七屆全國(guó)橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2006年

2 邵長(zhǎng)宇;;組合箱梁橋連接件受力分析與設(shè)計(jì)建議[A];第十八屆全國(guó)橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2008年

3 王寶強(qiáng);李運(yùn)生;王元清;石永久;;組合箱梁異型岔口的受力性能分析綜述[A];慶祝劉錫良教授八十華誕暨第八屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

4 趙大亮;李愛群;郭彤;;預(yù)應(yīng)力組合箱梁橋的使用壽命分析[A];第五屆混凝土結(jié)構(gòu)耐久性科技論壇論文集[C];2006年

5 喬永愛;;預(yù)應(yīng)力砼組合箱梁施工質(zhì)量缺陷及防治處理措施[A];2013年4月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2013年

6 陳曉強(qiáng);;鋼-混凝土組合箱梁日照溫度場(chǎng)分析[A];第18屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅱ冊(cè)[C];2009年

7 魏廣勝;;南京二橋組合箱梁的設(shè)計(jì)與施工[A];中國(guó)公路學(xué)會(huì)橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會(huì)一九九九年橋梁學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];1999年

8 邢繼勝;李運(yùn)生;王元清;石永久;;北京南站進(jìn)站立交鋼—混凝土組合箱梁橋的設(shè)計(jì)與分析[A];慶祝劉錫良教授八十華誕暨第八屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

9 王榮霞;鄭剛;李建軍;;預(yù)制倒T截面組合箱形梁的抗彎性能研究[A];第16屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅱ冊(cè)）[C];2007年

10 湯筱蔚;楊文武;楊洋;;部分預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁設(shè)計(jì)[A];預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)況與發(fā)展——中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)會(huì)后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)委員會(huì)第一屆第三次學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];1992年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 邵長(zhǎng)宇;大跨度鋼—混凝土連續(xù)組合箱梁橋關(guān)鍵技術(shù)研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

2 周凌宇;鋼—混凝土組合箱梁受力性能及空間非線性分析[D];中南大學(xué);2005年

3 何余良;多梁式鋼—混凝土組合小箱梁橋受力特性及試驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2014年

4 盧彭真;鋼—混凝土組合箱梁空間分析理論與應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 謝潤(rùn);純扭作用下鋼腹桿（板）—混凝土組合箱梁抗扭性能試驗(yàn)研究[D];福州大學(xué);2013年

2 張偉偉;連續(xù)曲線組合箱梁橋施工階段力學(xué)特性與簡(jiǎn)化計(jì)算方法研究[D];西南交通大學(xué);2016年

3 馬立榮;鋼—混凝土組合箱梁受力性能與工程應(yīng)用研究[D];河北工程大學(xué);2013年

4 李方方;鋼—混凝土簡(jiǎn)支組合箱梁抗震性能試驗(yàn)研究及理論分析[D];中南大學(xué);2012年

5 杜星申;鋼—混凝土雙面組合連續(xù)箱梁空間扭轉(zhuǎn)效應(yīng)研究[D];石家莊鐵道大學(xué);2012年

6 王軍;預(yù)應(yīng)力鋼—混組合箱梁受力分析及設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2008年

7 李娜;變截面鋼—混凝土組合箱梁橋結(jié)構(gòu)性能仿真研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2010年

8 伍亮;斜交鋼—混凝土組合箱梁空間有限元分析[D];中南大學(xué);2007年

9 李曉靜;鋼—混凝土組合箱梁疲勞性能的研究[D];中南大學(xué);2014年

10 鄧青兒;大跨度連續(xù)組合箱梁橋連接件設(shè)計(jì)方法研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：806125