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大跨钢—混凝土组合曲线箱梁桥参数敏感性研究
| 论文题名： | 大跨钢—混凝土组合曲线箱梁桥参数敏感性研究 |
| 关键词： | 箱梁桥;大跨钢-混凝土组合结构;受力特点;剪力滞后效应;数值模拟 |
| 摘要： | 钢-混凝土组合曲线箱梁桥是由一个或多个钢箱梁通过剪力连接件与混凝土桥面相连而形成的新型结构型式。钢与混凝土的组合能弥补钢筋混凝土箱梁桥和钢构桥的不足,在综合效益上具有一定的优势。 本文基于大跨钢-混凝土组合曲线箱梁桥的工作原理及受力特点,结合其基本理论及交接面工作机理,通过引入Goodman弹性理论,对结构进行内力计算分析,得出在考虑翘曲的情况下的内力与变形的微分方程,并给出在简化系数的情况下的通解。运用大型有限元分析软件ANSYS,选取合适的单元类型和材料本构模型,建立起钢-混凝土组合直线箱梁桥的分析模型,通过对比模拟结果和实验结果验证了单元和材料本构选择的合理性和准确性,并根据组合曲线箱梁桥的受力特点将此模型推广到大跨钢-混凝土组合曲线箱梁桥的非线性模拟中。 通过将大跨钢-混凝土组合曲线箱梁桥在支座截面和跨中截面处划分为混凝土翼缘板上表面、下表面和钢箱梁底板三个方向,并详细研究了大跨钢-混凝土组合曲线箱梁桥在同等条件下,改变圆心角、钢筋混凝土翼缘板厚度及钢箱梁高度等截面设计参数时各个方向上的剪力滞后效应的变化规律。 运用ANSYS软件,采用塑性设计和弹性设计相结合的方法,对比分析大跨钢-混凝土组合曲线箱梁桥在剪力连接件间距设置为200mm、400mm、800mm、1000mm及无剪力连接件的情况下节点位置和位移的关系图,找出此模型的剪力连接件合理布置间距,并指导该模型在合理间距的情况下的ANSYS分析建模,研究在跨中集中荷载作用下,改变几何设计参数(混凝土板厚度、钢梁腹板与底板厚度、钢梁高跨比及曲率半径等)对大跨钢-混凝土组合曲线箱梁桥承载能力的影响规律。 本研究可以为大跨钢-混凝土组合曲线箱梁桥的数值模拟分析中选取单元类型及材料本构模型等提供合理建议。通过对大跨钢-混凝土组合曲线箱梁桥的变参数分析,研究得出各个参数对结构承载能力及剪力滞后效应的影响,此结果可对同类设计及研究提供了理论依据,并可为大跨钢-混凝土组合曲线箱梁桥的应用提供参考。 |
| 作者： | 孙蓓 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李进 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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