本文關鍵詞：單箱雙室箱梁極限扭轉承載力的空間桁架理論分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現階段,橋梁在各種工程上的應用越來越廣泛,從橋梁的橫截面形式來說,箱形截面的橋梁由于其具有較好的抗扭承載力和抗彎承載力,并且梁體整體性也比較強,能夠適應多種情況下橋梁的施工,所以箱形梁橋也越來越多的應用到了橋梁建設中。本文在國家自然科學基金:單箱多室箱梁的空間力學行為及一維梁段分析方法研究(51168030)下進行理論研究的,并結合模型試驗和數值模擬,重點研究了單箱雙室箱梁在理論分析中的幾個問題,主要研究內容有:(1)針對單箱雙室箱梁在外力扭矩作用下,通過對各箱室頂底板以及各個腹板處扭轉剪力流采用閉合法進行分析,得到結論為:多室箱梁在受到外力扭矩作用時,各個板剪力流大小是不同的。針對雙室箱梁來說,中腹板剪力流大小是頂底板剪力流大小的7%左右,在單箱雙室箱梁抵抗外力扭矩的過程中,中腹板發(fā)揮的作用較邊腹板來說相對較小。因此,可以認為雙室箱梁在抵抗外力扭矩時,主要還是以箱梁的整體截面進行抗扭。(2)雙室箱梁相較與單室箱梁而言,由于中腹板的存在,其橫截面的混凝土塑性抵抗矩發(fā)生了變化,通過對單箱雙室箱梁扭轉中心的近似,導出雙室箱梁截面混凝土塑性抵抗矩。(3)依據桁架理論,在箱梁受扭混凝土開裂后,梁體混凝土和鋼筋共同組成桁架體系來抵抗外力扭矩。針對雙室箱梁在抗扭過程中中腹板相對于箱梁的頂、底板和邊腹板來說貢獻較小,故在雙室箱梁混凝土開裂后,其受扭行為近似于單室箱梁。由于中腹板不參與桁架體系,所以雙室箱梁抗扭承載力計算公式中的鋼筋項系數沿用公路規(guī)范中給出的1.2。雙室箱梁由于橫截面混凝土塑性抵抗矩的變化,所以對混凝土項的系數還需要進一步修正。對于鋼筋混凝土箱梁受扭的配筋設計,現階段比較認可的方法就是迭代逼近的方法。本文應用軟化桁架理論,對配筋過程中的相關公式進行了推導、收集和整理。通過試算迭代的設計流程,用MATLAB編制計算程序,通過算例,得出單箱雙室箱梁抗扭承載力計算公式中的混凝土項的系數。同時,上述的雙室箱梁抗扭承載力計算公式的推導都是對于公路橋梁來說的,針對鐵路單箱雙室箱梁橋的抗扭承載力計算公式,也可以通過鋼筋強度和混凝土的強度的換算來得到。(4)本文針對單箱雙室箱梁,依據截面等效荷載,分解提出了單箱雙室箱梁在對稱集中荷載下出現的縱向彎曲和局部扭轉組合變形模式。利用基于截面剪力流平衡的箱室受力解算,獲得了局部扭轉效應的等效荷載及其應力計算公式。再通過單箱雙室箱梁的數值模擬和模型試驗的結果的對比,驗證了本文提出的局部扭轉效應計算公式的正確性,并分析了單箱雙室簡支箱梁的局部扭轉規(guī)律。(5)對于現行的鐵路32m標準單箱雙室簡支梁橋,當雙線列車活載作用于箱梁兩個邊腹板時,頂板在靠近邊腹板和懸臂板部位的應力與初等梁計算應力符號一致、而遠離荷載的中腹板應力與初等梁計算應力符號相反。沿梁長方向,跨中截面的局部扭轉應力分布和l/4截面不同。頂底板均為靠近中腹板部位為壓應力、邊腹板和懸臂板部位是拉應力。(6)對于現行鐵路32m標準單箱雙室簡支梁橋,當箱梁跨中截面作用雙線活載時,箱梁的局部扭轉縱向應力隨高跨比的增加而變大。l/4截面的翹曲比例系數相較與跨中截面來說,整體偏小,并小于相應控制點的跨中截面的翹曲比例系數。不管是跨中截面還是l/4截面,箱梁頂板翼緣端部的局部扭轉縱向應力受高跨比的影響都較大�？缰薪孛娴穆N曲比例系數不超過20%,l/4截面的翹曲比例系數不超過5%。說明現行橋梁的高跨比在對箱梁在雙線荷載下產生的局部扭轉應力控制的是很好的,現行橋梁的高跨比是合理的。
【關鍵詞】：雙室箱梁 局部扭轉 扭轉極限承載力 空間桁架理論 模型試驗
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U441
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 箱形截面梁扭轉效應研究的國內外現狀11-12
• 1.3 箱梁扭轉效應研究的目的及本文需解決的問題12-14
• 1.3.1 箱梁扭轉效應研究的目的12-13
• 1.3.2 本文需解決的問題13-14
• 2 扭矩作用下單箱雙室箱梁的整體扭轉效應14-35
• 2.1 單箱雙室箱梁扭轉承載力的相關公式推導14-19
• 2.1.1 單箱雙室箱梁在扭矩作用下各室剪力流分析14-15
• 2.1.2 單箱雙室箱梁扭轉中心位置確定15-17
• 2.1.3 單箱雙室箱梁混凝土受扭塑性抵抗矩公式的推導17-19
• 2.2 單箱雙室箱梁抗扭強度計算19-22
• 2.2.1 單箱雙室箱梁截面抗扭常數19-20
• 2.2.2 單箱雙室箱梁抗扭鋼筋計算及扭矩限值20-22
• 2.3 單箱雙室箱梁在扭矩作用下基于桁架理論的設計流程22-33
• 2.3.1 單箱雙室箱梁空間桁架模型22-24
• 2.3.2 單箱雙室箱梁邊腹板剪力單元受力平衡24-25
• 2.3.3 單箱雙室箱梁受扭應變莫爾圓25-27
• 2.3.4 鋼筋與混凝土的本構關系27-28
• 2.3.5 單箱雙室箱梁抗扭設計流程及MATLAB程序28-32
• 2.3.6 鐵路單箱雙室箱梁抗扭公式的換算32-33
• 2.4 本章小結33-35
• 3 集中荷載作用下單箱雙室箱梁的局部扭轉效應35-59
• 3.1 對稱荷載作用的雙室箱梁變形模式35-36
• 3.2 單箱雙室箱梁局部扭轉的受力分析36-45
• 3.2.1 單箱雙室箱梁截面剪力流分布36-40
• 3.2.2 針對單箱雙室箱梁剪力流的分離等效40-41
• 3.2.3 單箱雙室箱梁局部扭轉荷載計算41-43
• 3.2.4 單箱雙室截面局部扭轉應力分析43-45
• 3.3 單箱雙室簡支箱梁的局部扭轉試驗研究45-57
• 3.3.1 試驗研究工況45-46
• 3.3.2 實驗模型制作46-47
• 3.3.3 實驗模型加載47-48
• 3.3.4 有限元模型48-49
• 3.3.5 模型試驗結果及對比分析49-57
• 3.4 本章小結57-59
• 4 單箱雙室箱梁扭轉效應的算例分析研究59-70
• 4.1 單箱雙室箱梁算例模型59-60
• 4.2 雙線行車時單箱雙室箱梁的局部扭轉效應計算60-67
• 4.2.1 荷載效應計算61-65
• 4.2.2 有限元模型建立65
• 4.2.3 有限元模型荷載施加65-66
• 4.2.4 250km/h客運專線局部扭轉應力分析對比66-67
• 4.3 設計參數對鐵路雙線箱梁橋的局部扭轉應力的影響67-69
• 4.4 本章小結69-70
• 結論70-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-75
• 附錄A MATLAB設計程序75-79
• 攻讀學位期間的研究成果79

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1 張曄芝,歐陽炎;大型單箱雙室混凝土梁受力性能的有限元分析[J];長沙鐵道學院學報;1998年04期

2 曹建安,唐王進,葉梅新;大型單箱雙室混凝土梁受力性能的試驗研究[J];長沙鐵道學院學報;1999年03期

3 傅柏先;李守凱;;單箱雙室箱梁中腹板施工期裂縫成因分析[J];山西建筑;2010年27期

4 蘭傳臣;;后張法混凝土單箱雙室箱梁模板設計與施工[J];鐵道建筑技術;2012年10期

5 楊秀珍;王勇;;單箱雙室預應力混凝土梁橋橫梁計算方法探討[J];科技創(chuàng)新導報;2012年15期

6 孫孝婷;;單箱雙室預應力混凝土連續(xù)箱梁維修[J];華東公路;2011年01期

7 李運生;劉沛葉;張彥玲;;彈性階段單箱雙室梯形結合梁彎扭效應分析[J];廣西大學學報(自然科學版);2013年01期

8 ;[J];;年期

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2 杜洪波;閆成軍;高軍;;單箱雙室空心薄壁墩施工技術[A];中國公路學會2004年學術年會論文集[C];2004年

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1 周煒;單箱雙室箱梁極限扭轉承載力的空間桁架理論分析[D];蘭州交通大學;2016年

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