【摘要】：樁板式路基是近些年提出的一種新型路基結構,它同時具有地基處理和路基結構兩種功能,主要由鋼筋混凝土的樁基、橋面板(或承臺板)、樁板接頭等部分組成。相比土質路基,具有工后沉降小,整體剛度大和平順性高的優(yōu)點。由于橋面板和樁板接頭結構的創(chuàng)新,傳統(tǒng)建模策略變得不再適用于該路基的結構特性分析,于是多尺度建模就成為了更優(yōu)的建模選擇。本文以樁板式路基作為研究對象,基于多尺度有限元方法,建立路基實體精細化模型。根據(jù)相應的簡化模型和工況挑選出合適的多尺度連接方法后將其應用在不同類別的多尺度模型中,縱向對比各個模型橋面板和樁板接頭的靜力受力特性以及整體模型的動力特性和彈性穩(wěn)定計算結果的差異,并將實體精細化模型的計算結果作為對比基準,比選出最合適的多尺度建模方法。本文的主要研究工作和結論如下:1.闡述各種多尺度連接方法的連接原理,根據(jù)設計圖紙建立聯(lián)長為54m的路基實體精細化模型。按照結構特點截取相應簡化模型做不同類別多尺度連接方法的比選。基于控制變量的思想,對比同種工況下應用不同類多尺度連接方法時,幾種簡化模型多尺度連接界面的應力、位移及順橋向各截面的最大等效應力。以實體精細化模型作為對比基準,最終挑選出各工況下誤差最小的CERIG方法作為最合理的多尺度連接方法。2.在標準組合工況作用下,判斷結構局部受力情況,相應地簡化實體精細化模型,保留荷載作用最集中的實體單元部分,其余用板殼單元或梁桿單元來做替換,分別建立實體單元—板殼單元、實體單元—梁單元、板殼單元—梁單元三種不同尺度的有限元模型,在各種多尺度模型上應用最優(yōu)多尺度連接方法CERIG連接不同類單元。3.采用已建立的幾種多尺度有限元模型,分析正常使用極限狀態(tài)下各個模型局部橋面板和接樁結構的受力特性,分別與實體精細化模型對比,分析差異,選出局部結構計算結果最為接近實體精細化模型的多尺度有限元模型;然后提取整體結構的應力位移計算結果,判斷局部結構分析中的最優(yōu)模型是否同樣是整體結構分析時的最優(yōu)模型,對比幾種模型的計算誤差,分析誤差原因。4.對幾種有限元模型做進一步的模態(tài)分析和線彈性穩(wěn)定分析,判斷上述優(yōu)選模型在動力計算和穩(wěn)定性分析中的適用性。最終比選出既能保證路基結構計算精度,又能提高路基結構計算效率的最優(yōu)多尺度有限元模型。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U416.1
【圖文】：

一種解決該問題的有效方法�；诮Y構多尺度理論，本文采用不同類別的多尺度方法分別對樁板式路基行不同尺度的有限元建模，并分析計算了不同路基多尺度有限元模型的受力特比選出了一種兼顧模型計算精度與計算效率的多尺度建模方案，能為以后這類板式路基結構的建模計算提供一定的經驗指導。1.2 樁板式路基概述樁板結構目前在鐵路領域應用比較廣泛，主要有如下 3 種形式：(1)結構由樁鋼筋混凝土板以及路基土體三部分組成[5]，板位于路基表面并與樁固結，軌道結直接作用在板上；(2)結構由樁、托梁、鋼筋混凝土板，以及路基土體四部分組成具體結構細節(jié)為先通過托梁橫向連接樁基，其上再與板相連，軌道結構直接作在板上；在板中位置處，樁板為固結，在板端位置處，樁板為搭接；(3)結構由樁鋼筋混凝土板及路基土體三部分組成，具體結構細節(jié)是樁頂位于路基土體中，工時先在樁頂鋪一定厚度的碎石墊層，再放置鋼筋混凝土板，然后再填筑剩余堤填料，最后進行軌道結構施工[6]。

第二章 結構多尺度模擬方法及相應計算理論國內外應用現(xiàn)狀內才興起對“樁—板結構”的研究熱潮，但蘭是較早應用到樁板結構路基的國家[7]。20 世的 Ermanninsuo 地區(qū)，Turku．Toijala 鐵路線要有效控制沉降，同時滿足列車對運行速度的 的樁板結構。不幸的是，這段鐵路在 2004 年40m，最嚴重的地方軌道下沉了 0.40m。塌陷的重修，措施是用了更長的樁和更大的板，然后支承梁，并用鋼筋混凝土樁進行支承[5]。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張瑩;孫廣俊;李鴻晶;;混凝土結構多尺度建模界面連接方法[J];東南大學學報(自然科學版);2015年01期

2 李宏男;王大東;;鋼筋混凝土結構多尺度建模與數(shù)值分析[J];建筑科學與工程學報;2014年02期

3 陸興鋒;田石柱;蔡新江;;多尺度混合試驗的單元選取及界面連接方法[J];工程抗震與加固改造;2013年05期

4 汪楚清;王虎長;李亮;趙雪靈;孫清;;大跨越輸電鋼管塔結構多尺度有限元分析[J];工程力學;2013年07期

5 吳德志;白皓;劉其寬;王武斌;;非埋式路基樁板結構溫度效應實用簡化計算方法[J];路基工程;2013年01期

6 劉海鋒;羅堯治;許賢;;焊接球節(jié)點剛度對網殼結構有限元分析精度的影響[J];工程力學;2013年01期

7 陳志文;李兆霞;衛(wèi)志勇;;土木結構損傷多尺度并發(fā)計算方法及其應用[J];工程力學;2012年10期

8 李龍輝;陳宇;;高速公路拼寬施工技術研究[J];交通標準化;2012年07期

9 丁兆鋒;;路基樁板結構平面簡化法則及解析計算[J];鐵道工程學報;2011年08期

10 屠鳳蓮;范順成;羅文龍;;基于ANSYS的支撐架特征值屈曲分析[J];河北工業(yè)大學學報;2010年03期

相關博士學位論文 前1條

1 劉海鋒;網格結構精細化有限元分析方法研究[D];浙江大學;2010年

相關碩士學位論文 前10條

1 曲文輝;基于體—殼混合單元結構的焊縫疲勞強度研究[D];西南交通大學;2017年

2 王開宇;基于多點約束的多尺度建模方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

3 張龍;高速鐵路非埋式樁板路基結構變形機理及承載特性研究[D];蘭州交通大學;2014年

4 龔小平;曲線地段樁板結構與路基土體相互作用研究[D];北京交通大學;2012年

5 丁兆峰;高速鐵路車—橋耦合振動分析[D];蘭州交通大學;2011年

6 郭麗娜;樁板結構無砟軌道無縫道岔力學特性研究[D];北京交通大學;2010年

7 祝肖斐;考慮焊接殘余應力的輸電塔節(jié)點板應力場的多尺度分析[D];武漢理工大學;2010年

8 唐第甲;鄭西客運專線樁板結構路基激振試驗研究[D];西南交通大學;2009年

9 姚洪錫;武廣客運專線軟土地基樁板結構設計與應用研究[D];西南交通大學;2009年

10 陳睿;無碴軌道樁板結構和樁網結構路基離心模型試驗研究[D];西南交通大學;2007年

本文編號：2741007