详情

原文传递宽幅叠合梁第二体系分析

论文题名：	宽幅叠合梁第二体系分析
关键词：	斜拉桥梁;叠合梁结构;应力分析;剪力滞效应
摘要：	双边箱断面叠合梁斜拉桥是一种典型的大跨度桥梁形式。与钢斜拉桥相比具有其刚度大、抗风稳定性好等特点，而且能够避免正交异性钢桥面板带来的疲劳问题。叠合梁斜拉桥的中跨主梁是宽幅叠合梁。对于宽幅叠合梁的计算，目前多采用空间实体有限元建立节段模型进行分析，建模和计算过程复杂耗时。本文采用理论推导和有限元相结合的方式，研究了宽幅叠合梁第二体系的应力和变形的简化计算方法。　　本研究主要内容包括：⑴采用三比拟杆法分析了简支梁叠合梁和悬臂叠合梁的应力简化计算问题。首先按照应力相等的原则，将叠合梁比拟为只承受轴力的加劲杆和只承受剪力的系板的组合体系。然后根据加劲杆和系板之间的静力平衡条件和变形协调条件建立微分方程组。接着根据边界条件和荷载条件求解出混凝土板的应力计算公式。最后根据定义得到混凝土翼缘板的有宽度公式。⑵将宽幅叠合梁划分为三个体系进行简化分析。第一体系为边箱梁和混凝土板组成的主梁;第二体系为横梁和混凝土板组成的叠合梁;第三体系为支承在横梁上混凝土桥面板。然后对于第二体系的边界条件进行了简化分析，得到第二体系在荷载作用下的内力计算公式。提出了第二体系简化力学模型中的支点抗弯刚度的简化计算方法。最后按照弯矩零点将第二体系解肢为等效简支梁和等效悬臂梁进行分析。⑶采用能量变分法分析了第二体系的挠度简化计算问题。首先选择三次抛物线作为翼缘板合理的纵向翘曲位移模式，选取剪力滞翘曲位移和挠度两个广义位移计算出结构的总势能，然后按照最小势能原理得出控制微分方程和自然边界条件，接着根据结构的边界条件和荷载条件求出待定系数得到挠度公式，最后把等效悬臂梁长进行了修正并考虑剪切变形对挠度的影响得到改进的挠度计算公式。⑷基于有限元法，采用通用有限元计算软件ANSYS，建立宽幅叠合梁的实体有限元模型。分析了均布荷载和集中荷载作用下第二体系的挠度和应力。最后将简化计算方法和有限元方法的结果进行对比，说明了第二体系应力和挠度简化计算公式的适用性和精度。
作者：	安宁
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	赵灿晖
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