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大跨径覆土波形钢板桥涵的静力和动力分析
| 论文题名： | 大跨径覆土波形钢板桥涵的静力和动力分析 |
| 关键词： | 覆土波形钢板桥涵;大跨径;静力分析;时程分析;抗震性能;自振特性 |
| 摘要： | 覆土波形钢板桥涵具有施工快、建造和维修费用低和造型优美等优势而在国内外广泛地应用于公路和铁路工程。由于应用及研究起步较晚，相比国外一些发达国家，我国的研究状况较为滞后。当前国内静力方面研究的大多是中小跨径桥涵受力特性;动力方面主要是冲击系数及自振特性的研究，对于在地震作用下结构的受力性能的研究较少。因此，对于大跨径覆土波形钢板桥涵的静力和动力尤其是抗震性能的研究很有必要。 本文对一跨径为12m的圆弧型覆土波形钢板桥涵建立了三维模型进行了静力分析，通过有限元模型计算，得到了最大压应力在波形钢板中的分布规律。对比了ANSYS计算出的最大压应力与AISI和CHBDC两规范的差异，并且分析了出现差异的原因，结果表明ANSYS计算的结果比较可靠。建立了二维有限元模型，分析了覆土波形钢板结构中影响波形钢板拱顶竖向变形及应力的因素。结果表明:波形钢板的竖向变形随填土厚度的增加而增大，随回填土变形模量、波形尺寸、壁厚的增加而减小，总应力随填土厚度的增加而增大，并且影响显著。总应力随壁厚增加而减小，并且影响较为显著，土体变形模量和波形尺寸对总应力的影响并不明显。 通过对结构施加2条天然波和1条人工波的加速度一致激励，研究了结构在地震作用下位移和应力随时间变化的规律，研究表明:结构的最大水平位移和最大竖向位移均位于拱肩处，位移的最大值为2.78mm;水平应力的最大值位于拱肩处，大小为0.508MPa;竖向应力的最大值位于拱脚处，大小为0.962MPa;最大压应力的最大值同样位于拱脚处，大小为0.953MPa。在地震作用下，结构的最大变形和最大应力均很小，说明覆土波形钢板桥涵具有很好的抗震性能。 |
| 作者： | 戴明建 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 蔡婧 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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