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马新大桥斜独塔单索面斜拉桥箱形主梁剪力滞效应及计算方法研究
| 论文题名： | 马新大桥斜独塔单索面斜拉桥箱形主梁剪力滞效应及计算方法研究 |
| 关键词： | 斜独塔单索面斜拉桥;剪力滞效应;结构分析;加劲板 |
| 摘要： | 单索面斜拉桥,其中央密索区的主梁采用封闭式薄壁箱梁断面,箱梁顶板较宽而腹板相对疏薄,翼缘剪切变形比较严重,这就导致箱梁弯曲正应力横向非均匀分布,即“剪力滞后”现象的出现。为了减缓单索面导致的抗扭刚度不足及施工的稳定性问题,结构采用塔墩梁固结体系,箱形主梁在荷载作用下,将出现较强烈的剪力滞现象。受到斜拉索的布置方式和刚度、主梁截面形式、荷载布置等因素的影响,结构主梁中弯矩和应力分布情况复杂,宽而薄的翼缘在压、弯荷载共同作用下,其正应力的分布更为复杂。因此,展开这一课题的研究,不仅具有重要的理论意义,而且具有较强工程实用价值。 本文针对厦门马新大桥的结构形式,利用DoctorBridge建立全桥平面梁单元模型,分析该桥的整体结构特征,研究其关键截面的平面应力分布情况;借助ANSYS三维模型的空间应力计算优势,建立全桥三维空间模型,分析结构关键截面在恒载作用下的空间应力分布规律,并结合DoctorBridge的平面应力计算结果进行钢箱梁区段的剪力滞效应分析,重点分析其单室多箱的结构的剪力滞效应。剪力滞分析从两个方面进行,一方面按照常规的计算方法,不区分截面内力的轴力和弯矩因素,将二者的综合应力进行剪力滞效应分析;另一方面,严格按照剪力滞效应的经典定义,将截面轴力过滤掉,分析结构在纯弯状态下的剪力滞效应,最后比较两种分析的结果。针对斜拉桥的主梁压弯构件的特点,进一步分析轴力的影响,研究弯矩与轴力的比值对截面剪力滞效应的影响规律,推导其比值与综合剪力滞系数的函数关系。针对钢箱梁截面加劲板复杂的特点,研究采用空间板单元的近似模拟加劲板结构的等效计算方法,推导将加劲板等效为一定厚度的板单元的计算公式,并采用ANSYS有限元局部模型进行验证,提出一种有限元分析方法——考虑剪力滞效应的“等效壳”理论。 |
| 作者： | 贾涛 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘世忠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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