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波纹钢腹板曲线箱梁的扭转性能研究
| 论文题名： | 波纹钢腹板曲线箱梁的扭转性能研究 |
| 关键词： | 曲线箱梁桥;波纹钢腹板;扭转性能;畸变应力;横隔板 |
| 摘要： | 薄壁曲线箱梁在实际运营过程中通常承受较大的扭矩，箱梁截面不仅产生刚性扭转变形，还伴随着畸变变形。波纹钢腹板组合曲线箱梁由于腹板壁厚较薄，相比混凝土腹板箱梁，截面抗扭刚度、抗畸变刚度有所减小，截面更容易发生扭转变形和畸变变形;同时波纹钢腹板沿桥纵向的弹性模量很小，在相同的竖向荷载作用下，顶、底板混凝土应力增大很多。因此进行波纹钢腹板组合曲线箱梁的扭转和畸变分析具有重要的意义。 本文主要针对波纹钢腹板组合曲线箱梁的扭转、畸变及横隔板设置进行了探究和分析，主要有以下几部分内容: (1)基于乌曼斯基纵向翘曲位移理论，结合波纹钢腹板特性，考虑曲线箱梁弯扭耦合作用，提出了组合曲线箱梁扭转双力矩和扭转应力的计算公式。对比实桥理论计算值与有限元计算值，表明:扭转分析理论具有很高的精确度。 (2)在按弹性分析所求得的截面畸变翘曲函数基础上，结合波纹钢腹板横向抗弯特性，考虑曲率对截面畸变角的影响，提出了波纹钢腹板组合曲线箱梁畸变双力矩和畸变应力的计算公式。对比理论计算值与有限元计算值，表明:曲线箱梁畸变分析理论具有很高的准确度。 (3)对比不同腹板类型曲线箱梁扭转和畸变性能，结果表明:波纹钢腹板组合箱梁与平钢腹板组合箱梁抗扭刚度相近，但波纹钢腹板组合箱梁抗畸变性能比平钢腹板组合箱梁优越;相同厚度条件下，前者抗畸变刚度与后者的相比，高达10倍左右;而普通混凝土腹板箱梁的扭转和畸变性能均比前两者优越。 (4)采用理论计算分析曲率对波纹钢腹板扭转效应和畸变效应的影响，结果表明:随着曲率的增大，扭转双力矩和扭转正应力呈线性增加;而曲率对集中力偏载作用下的畸变效应影响很小，对自重作用下产生的畸变双力矩和畸变正应力影响很大。 (5)采用有限元Ansys分析横隔板对曲线箱梁畸变的影响，并研究横隔板设置密度与畸变关系，拟合出与高跨比H/B、半径R相关的横隔板合理间距估算公式，为波纹钢腹板曲线箱梁横隔板间距提供参考。 |
| 作者： | 田宝升 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 丁汉山;严圣友 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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