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原文传递基于精细化分析的箱梁研究

论文题名：	基于精细化分析的箱梁研究
关键词：	精细化分析;平面杆系;实体单元;桥梁病害
摘要：	“十二五”经济快速发展，车辆荷载等级不断提高、车辆数量不断增加，“十三五”期间，交通设施安全与规模要求越来越高，致使新建桥梁宽度越来越宽，与此同时，不可避免的桥梁病害数量日益增多。箱梁因具有良好的力学性能，如抗弯、抗扭等，所以被广泛应用于桥梁建设中在国际桥梁建设中，因此箱梁精细化研究分析就显得很有必要。以往桥梁设计计算受限于电算发展限制，多以平面杆系理论进行结构计算，其分析计算结果精度相对于现在的“扁平梁”过于粗糙。在实际工程中，结构采用杆系计算通过规范要求，但结构后期运营中还是不可避免的出现病害，无形之中就偏离了设计人员的目的。为弥补平面杆系计算结果固有缺陷，现以精细化分析的思想，通过采用连续梁精细化建模方法，细致分析其结构空间受力状态，并同时对比平面杆系模型，研究两者差异所在，为以后对箱梁进一步研究分析提供一定的指导意义，并从精细化分析角度针对可能存在的病害给出合理加固方案。　　本文主要研究成果及结论如下所示: 　　论文总结了国内外箱梁桥在桥梁事业中发展现状及趋势，整理了目前常见典型桥梁病害案例，对国内外研究成果、现状以及目前存在不足之处进行综述。并且，简单介绍了箱梁桥常见的病害症状及其原因。　　详细地对平面杆系计算模型的计算原理及适用条件、优缺点进行论述，简单介绍了梁格、网格模型计算方法，最后着重总结了有限元模型计算方法的优越性、原理以及注意事项。　　整理LISP语言语法、发展来源，主要重点运用Visual LISP以三跨连续梁为例编写mct建模程序，实现程序辅助自动化建模，克服了钢束信息输入、节点单元等繁杂问题，为箱梁建模提供快速解决方案。　　着重以等截面三跨连续梁为例，建立平面杆系模型与FEA精细化模型，分别选取中墩墩顶顶板位置、中跨跨中底板、边跨0～1/4L区域分析其应力状况，通过两种模型分析对比规范主要关注的顶底板“面外正应力”、腹板“面内主应力”指标的不同。从精细化分析角度提出理论上对于顶板及底板“面内主应力”同样需要进行控制验算，若不验算会导致顶底板出现斜裂缝病害。再次，对于平面杆系计算结果与现行“扁平梁”结构实际应力情况误差较大，建议设计过程中不仅需要杆系结构计算，而且最好要空间块体单元同时复核较为稳妥。最后针对各种不同位置出现的病害给出常见加固技术方案。
作者：	马兆锐
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	秦道标
授予学位：	硕士
授予学位单位：	苏州科技大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文