橋面連續(xù)構(gòu)造受力分析及其影響因素研究
本文關(guān)鍵詞:橋面連續(xù)構(gòu)造受力分析及其影響因素研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:早期橋梁伸縮縫的大量使用,造成了橋梁后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的居高不下,無(wú)縫化、少縫化成為了橋梁可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。橋面連續(xù)簡(jiǎn)支梁橋,不僅保持了簡(jiǎn)直梁橋設(shè)計(jì)施工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)耐用等優(yōu)點(diǎn),還兼顧了行車平順、伸縮縫裝置少等好處,在世界各地都應(yīng)用廣泛。但是,橋面連續(xù)板因處在梁端最大變形處,承受梁體因各種荷載作用下的轉(zhuǎn)動(dòng)變形和縱向拉壓變形,且相鄰兩梁體變形并非完全同步,受力情況異常復(fù)雜,經(jīng)常出現(xiàn)裂縫等病害。本文以廣東省某高速的兩座橋面連續(xù)簡(jiǎn)支梁橋——牛牯嶺大橋(4?30m T梁)和高棚大橋(4?25m小箱梁)為工程背景,開(kāi)展了橋面連續(xù)構(gòu)造的受力性能研究:1)采用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法,推導(dǎo)了橋面連續(xù)構(gòu)造在車輛荷載、二期恒載、溫度荷載和主梁撓曲作用下的應(yīng)力表達(dá)式,并對(duì)牛牯嶺大橋和高棚大橋進(jìn)行數(shù)值分析。2)運(yùn)用Midas FEA軟件,建立了牛牯嶺大橋和高棚大橋有限元模型,分析了其在各荷載工況下的應(yīng)力分布情況,計(jì)算結(jié)果表明:車輛荷載引起的橋面連續(xù)構(gòu)造應(yīng)力最大,溫度荷載次之,且隨著跨度的增大,車輛荷載產(chǎn)生應(yīng)力更大,而溫度荷載變化卻不明顯。3)開(kāi)率混凝土材料非線性影響,分析計(jì)算了牛牯嶺大橋和高棚大橋橋面連續(xù)構(gòu)造,結(jié)果表明橋面連續(xù)構(gòu)造在一般荷載作用下板中間位置及隔離層末端將產(chǎn)生裂縫,混凝土拉應(yīng)力大大降低,主要拉應(yīng)力由板內(nèi)鋼筋承受。4)在牛牯嶺大橋和高棚大橋橋面連續(xù)構(gòu)造內(nèi)各應(yīng)力較大位置埋入應(yīng)變傳感器,進(jìn)行24小時(shí)溫度試驗(yàn),由試驗(yàn)結(jié)果可知,隔離層末端斷面產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中,跨度不同對(duì)橋面連續(xù)構(gòu)造溫度應(yīng)力的影響并不明顯。本文通過(guò)上述研究工作,得到廣東地區(qū)橋面連續(xù)構(gòu)造的一些受力特點(diǎn),可為同類型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供參考。
【關(guān)鍵詞】:簡(jiǎn)支梁橋 橋面連續(xù) 線彈性理論 非線性有限元 溫度試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】:華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:U441;U443.31
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-11
- 第一章 緒論11-18
- 1.1 研究背景11-13
- 1.2 橋面連續(xù)構(gòu)造國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
- 1.3 本論文主要內(nèi)容17-18
- 第二章 橋面連續(xù)構(gòu)造簡(jiǎn)化力學(xué)模型計(jì)算18-31
- 2.1 橋面連續(xù)構(gòu)造線彈性公式推導(dǎo)18-24
- 2.1.1 車輛活載和二期恒載作用下橋面連續(xù)構(gòu)造的變形和應(yīng)力18-21
- 2.1.2 溫度作用下橋面連續(xù)構(gòu)造的變形和應(yīng)力21-24
- 2.2 牛牯嶺大橋橋面連續(xù)構(gòu)造線彈性數(shù)值計(jì)算24-27
- 2.2.1 工程背景24-26
- 2.2.2 實(shí)橋線彈性數(shù)值計(jì)算26-27
- 2.3 高棚大橋橋面連續(xù)構(gòu)造線彈性數(shù)值分析27-29
- 2.3.1 工程背景27-28
- 2.3.2 實(shí)橋線彈性數(shù)值分析28-29
- 2.4 本章小結(jié)29-31
- 第三章 橋面連續(xù)構(gòu)造有限元線性分析計(jì)算31-51
- 3.1 有限元軟件Midas FEA簡(jiǎn)介31
- 3.2 牛牯嶺大橋橋面連續(xù)構(gòu)造有限元線性分析計(jì)算31-37
- 3.2.1 有限元模型建立及計(jì)算31-36
- 3.2.2 分析結(jié)果對(duì)比36-37
- 3.3 高棚大橋橋面連續(xù)構(gòu)造有限元線性分析計(jì)算37-42
- 3.3.1 有限元模型建立及計(jì)算37-42
- 3.3.2 分析結(jié)果對(duì)比42
- 3.4 跨度大小對(duì)橋面連續(xù)構(gòu)造應(yīng)力的影響42-50
- 3.4.1 25m跨T梁有限元線性分析計(jì)算43-45
- 3.4.2 35m跨T梁有限元線性分析計(jì)算45-47
- 3.4.3 40m跨T梁有限元線性分析計(jì)算47-49
- 3.4.4 各跨度簡(jiǎn)支梁橋橋面連續(xù)構(gòu)造受力情況對(duì)比49-50
- 3.5 本章小結(jié)50-51
- 第四章 橋面連續(xù)構(gòu)造非線性有限元計(jì)算51-70
- 4.1 非線性有限元計(jì)算理論51-61
- 4.1.1 混凝土的本構(gòu)關(guān)系51-53
- 4.1.2 混凝土的屈服準(zhǔn)則53-55
- 4.1.3 混凝土的裂縫模型55-57
- 4.1.4 混凝土材料非線性問(wèn)題求解方法57-60
- 4.1.5 非線性方程求解的收斂準(zhǔn)則60-61
- 4.2 牛牯嶺大橋橋面連續(xù)構(gòu)造非線性有限元計(jì)算61-65
- 4.2.1 非線性有限元建模及計(jì)算61-65
- 4.2.2 分析計(jì)算結(jié)果對(duì)比65
- 4.3 高棚大橋橋面連續(xù)構(gòu)造非線性有限元計(jì)算65-69
- 4.3.1 非線性有限元建模和計(jì)算65-69
- 4.3.2 分析計(jì)算結(jié)果對(duì)比69
- 4.4 本章小結(jié)69-70
- 第五章 橋面連續(xù)構(gòu)造受溫度影響試驗(yàn)70-81
- 5.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>70
- 5.2 試驗(yàn)簡(jiǎn)介70-74
- 5.2.1 傳感器的選用70-71
- 5.2.2 測(cè)點(diǎn)布置71
- 5.2.3 試驗(yàn)方案71-74
- 5.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析74-79
- 5.3.1 牛牯嶺大橋試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析74-76
- 5.3.2 高棚大橋試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析76-78
- 5.3.3 兩座橋數(shù)據(jù)對(duì)比78-79
- 5.4 本章小結(jié)79-81
- 第六章 結(jié)論和展望81-83
- 6.1 本文結(jié)論81
- 6.2 不足和展望81-83
- 參考文獻(xiàn)83-86
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果86-87
- 致謝87-88
- 附件88
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,本文編號(hào):454425
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