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原文传递钢管支架碗扣节点力学性能研究

论文题名：	钢管支架碗扣节点力学性能研究
关键词：	桥梁施工;钢管支架;碗扣节点;力学性能
摘要：	改革开放至今，城市交通多元化发展加快了城市化进程。中国的高速公路通车里程居世界第二，随着公路立体交叉工程、互通区、高架桥的与日俱增，其结构形式越来越多的采用现浇箱梁，施工工艺以满堂模板支撑架为主。碗扣式模板支撑架作为一种新型模板支撑架的出现，推动了公路桥梁施工技术的发展。目前碗扣式模板支撑架被广泛应用于各个领域，碗扣节点作为模板支撑架连接构件，其重要性不言而喻。碗扣式模板支撑架作为桥梁工程建设的临时结构在现场施工中存在着较大的安全隐患，支撑架安全性不足己成为亟待解决的问题。以往的研究主要针对扣件式钢管支撑架进行，对于如今大量投入使用并占据主流市场的碗扣式钢管模板支撑架的研究严重滞后。　　由于碗扣节点力学性能的复杂性，本文采用有限元分析软件ANSYS建立了不同构造形式的碗扣实体，模型中考虑了材料的非线性，横杆接头与立杆、上碗扣间的空隙，以及空隙消失后构件间的相互接触问题，利用Newton-Raphson法对碗扣实体进行了非线性分析。首先探究了节点静力性能，得到了节点应力集中现象和塑性区的分布及发展变化特点，以及拧紧程度对应力分布和位移的影响特点。其次探究了节点转动刚度非线性变化特征，得到了拧紧程度和构造形式对转动刚度非线性的影响特点，碗扣节点双折线式弯矩-转角关系曲线以及初始切线刚度理论值。节点静力性能和转动刚度非线性变化特性的研究，对于提高计算整体支架的稳定性和承载力的准确性有重要的指导意义，同时为碗扣式模板支撑架的设计、施工、监控提供可靠的理论基础。　　在此基础上，将研究所取得的节点非线性转动刚度成果应用于西安城市交通改善工程东二环-北二环二期立交工程，探究了碗扣节点最优简化方式，代替了使用抗转弹簧或约束方程等复杂而费时的手段减少计算工作量，提高计算效率，以解决实际工程所需。
作者：	闫强
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	张柳煜
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文