【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(diǎn)越來越被國內(nèi)外所重視。然而對(duì)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(xiàng)目《隔板式曲線組合梁橋彎扭作用機(jī)理及橫隔板影響效應(yīng)研究》(51108281),針對(duì)波形鋼腹板曲線組合簡(jiǎn)支梁的彎扭效應(yīng)進(jìn)行了相應(yīng)的理論研究、參數(shù)對(duì)比分析以及對(duì)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(jì)算出彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切和畸變應(yīng)變能以及外力勢(shì)能,并運(yùn)用最小勢(shì)能原理來推導(dǎo)出波形鋼腹板曲線組合簡(jiǎn)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(jì)算跨度等對(duì)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(yùn)用ANSYS有限元軟件對(duì)理論所得的解析解結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)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(rèn)為是正確的。(4)運(yùn)用M/R法將曲線梁轉(zhuǎn)換為直線梁,對(duì)其分別加載豎向荷載、剛性扭轉(zhuǎn)荷載和畸變荷載。針對(duì)跨度、跨徑比、波紋類型和橫隔板等因素,來進(jìn)行其對(duì)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(duì)其畸變效應(yīng)的影響較大,而波紋類型卻對(duì)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(duì)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(jiǎn)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(duì)建立的有限元模型進(jìn)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(jì)算跨度、曲線圓心角等。首先需對(duì)曲線梁進(jìn)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(shí)，將坐標(biāo)原點(diǎn)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(shí)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(gè)節(jié)點(diǎn)，，并沒有考慮相對(duì)滑移。

該曲線梁模型有兩種坐標(biāo)系，直角坐標(biāo)系是為了方便建立關(guān)鍵點(diǎn)以及復(fù)制關(guān)鍵點(diǎn)，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(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U441

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2595953