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波形钢腹板曲线简支箱梁桥解析法初探
| 论文题名： | 波形钢腹板曲线简支箱梁桥解析法初探 |
| 关键词： | 曲线简支箱梁桥;波形钢腹板;弯扭耦合;各向异性;ANSYS建模 |
| 摘要： | 波形钢腹板PC组合箱梁起源于上世纪八十年代，属于一种新型组合结构。随着体外预应力技术的应用，这种混凝土、钢材组合结构得到了快速的发展。波形钢腹板—PC组合箱梁在受力后，能够充分发挥两种材料各自的优点：混凝土顶、底板承担弯矩，而波形钢腹板承担剪力，使两种材料得到了充分的利用。这种新型截面形式在弯曲、扭转、翘曲和剪切受力性能上均具有其自身的特殊性，与普通PC箱梁有一定的差别。由于曲线梁的弯扭耦合作用，需要截面具有较强的抗扭刚度，而波纹钢腹板组合箱梁较普通PC箱梁抗扭刚度有所降低，两者特性相结合，具有重要的研究价值。本文在前人成果的基础上，主要完成了以下工作： 1、收集并查阅了相关文献，了解并列举了波形钢腹板箱梁的发展历史，及特点，概述了国内外学者对于这种组合结构的研究现状及现阶段的应用。 2、总结前人研究成果，列举了波形钢腹板组合体系的受力特性，列举了结构在不同外力作用下的力学特征，如轴向受力、弯曲、剪切及扭转特性，并通过位移及刚度等效法，推导了波形钢腹板纵向等效弹性模量的计算公式。 3、对比曲线梁与直线梁的受力特点，总结了曲率对梁体结构相关参数及受力特点的影响，并通过几何关系，计算了由曲率引起的波形钢腹板参数变化，这种影响不利于结构抗剪，但曲线半径大于300米时，可以忽略。通过理论计算，对比单箱单室与单箱多室截面的抗扭刚度。 4、通过能量法，在选择适当的位移函数的基础上，推导了简支曲线梁受到沿梁长变化线荷载及扭矩下的微分方程，计算了其应力、位移的解析解。 5、为了验证微分方程，建立算例箱梁，并使用大型有限元软件 ANSYS建模，计算波形钢腹板PC组合曲线梁跨中应力、位移变化，对比了解析解与数值解，验证了微分方程的正确性。 |
| 作者： | 刘欣益 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 杨子江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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