【摘要】：波形鋼腹板組合箱梁由于其重量輕、梁的受力更加合理等特點越來越被國內(nèi)外所重視。然而對于波形鋼腹板曲線組合梁的相關(guān)研究仍很少,故本文依托國家自然基金資助項目《隔板式曲線組合梁橋彎扭作用機理及橫隔板影響效應(yīng)研究》(51108281),針對波形鋼腹板曲線組合簡支梁的彎扭效應(yīng)進行了相應(yīng)的理論研究、參數(shù)對比分析以及對橫隔板合理間距公式的擬定。本文的主要內(nèi)容包括有:(1)考慮到曲線梁的“彎扭耦合”效應(yīng),在彎矩、剪力和扭矩的作用下計算出彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切和畸變應(yīng)變能以及外力勢能,并運用最小勢能原理來推導(dǎo)出波形鋼腹板曲線組合簡支梁的彈性控制微分方程組。通過方程組便可求解出豎向撓度、扭轉(zhuǎn)角、扭轉(zhuǎn)翹曲位移和畸變角等各種彎扭變形以及雙力矩、正應(yīng)力和剪應(yīng)力等彎扭效應(yīng)。(2)考慮曲線圓心角和計算跨度等對豎向撓度、扭轉(zhuǎn)角等彎扭變形和扭轉(zhuǎn)翹曲位移、雙力矩等彎扭效應(yīng)的影響。(3)運用ANSYS有限元軟件對理論所得的解析解結(jié)果進行進一步的驗證。建模結(jié)果表明,兩種方法得出的結(jié)果很接近,規(guī)律一致,從而說明解析解推導(dǎo)的控制微分方程可以認為是正確的。(4)運用M/R法將曲線梁轉(zhuǎn)換為直線梁,對其分別加載豎向荷載、剛性扭轉(zhuǎn)荷載和畸變荷載。針對跨度、跨徑比、波紋類型和橫隔板等因素,來進行其對曲線梁畸變效應(yīng)影響的分析。經(jīng)過分析可以得出,曲線梁的跨度、跨徑比和橫隔板數(shù)量對其畸變效應(yīng)的影響較大,而波紋類型卻對其畸變效應(yīng)的影響很小。(5)由于波紋類型的影響較小,故忽略波紋類型因素的影響,僅考慮曲線梁的跨度、跨徑比和橫隔板數(shù)量對波形鋼腹板曲線組合梁畸變效應(yīng)的影響,擬定了在使用階段中波形鋼腹板曲線組合簡支梁合理的橫隔板間距公式。
【圖文】：

本章主要使用 ANSYS 有限元軟件建立相關(guān)的有限元模型。在不同因素和不同條件下，對建立的有限元模型進行彈性階段受力分析，以期與第二章中的理論推導(dǎo)結(jié)果相比較，并找出其中規(guī)律，為以后相關(guān)工程等提供有力的理論依據(jù)。3.1 有限元模型的建立在 2.3 算例中，給出了一種梁的截面參數(shù)以及計算跨度、曲線圓心角等。首先需對曲線梁進行 ANSYS 有限元模型的建立。(1) 定義材料屬性�；炷敛牧系拿芏葹�3 32.6 × 10 kg/m，彈性模量為43.45 × 10 MPa，泊松比為 0.166 7。波形鋼腹板的材料密度為3 37.85 × 10 kg/m，彈性模量為52.06 × 10 MPa，泊松比為 0.3 。(2)選擇單元。建模時，將坐標原點建在頂板上表面中心處。曲線梁頂?shù)装寮椿炷涟�，采用的�?Solid45，實體單元；而鋼腹板則采用的是 Shell63，彈性殼單元。另外，在本章所建立的模型中，頂板和腹板、腹板和底板在連接處共用同一個節(jié)點，，并沒有考慮相對滑移。

該曲線梁模型有兩種坐標系，直角坐標系是為了方便建立關(guān)鍵點以及復(fù)制關(guān)鍵點，減小土板和波形腹板，分別為建立體和面，分別賦隔板和中橫隔板。端橫隔板分別在梁的兩端隔板尺寸為 4 m×1 m×0.5 m。
【學位授予單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U441

【參考文獻】

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本文編號：2595953