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横向联系加固方式对桥梁结构力学性能的影响研究
| 论文题名： | 横向联系加固方式对桥梁结构力学性能的影响研究 |
| 关键词： | 桥梁结构;横向加固;有限元分析软件;力学性能 |
| 摘要： | 横向联系是桥梁的重要构件，在提高桥梁整体刚度、保持桥梁完整性与稳定性方面发挥着至关重要的作用。桥梁结构的横向刚度和整体性会随着横向联系的失效而降低，同时不同梁体之间的协同工作受到破坏，桥梁在横向不再形成一个整体。横向联系完全破坏或失去作用时会出现“单梁受力”的情况，给桥梁安全造成很大影响。 本文通过对公路多片式及铁路双片式简支梁桥的结构特点和动静力特性进行研究分析，提出了多种针对横向联系进行加固的有效方案。分别计算多片式公路及双片式铁路简支梁桥的动静力特性以及其随着不同加固方法的变化情况，从而得到横向联系在不同加固方法下对桥梁结构动静力行为的影响规律。论文主要工作如下: 首先，以公路多片式简支梁桥为研究对象，按照对于横向联系的不同加固方案，利用有限元分析软件ANSYS建立分析模型，对结构的动力特性进行计算分析。横向联系加固主要通过:1）在原有横隔板上粘贴型钢及钢板、2）在梁体之间增加钢横撑、3）在梁体之间施加横向预应力、4）在梁体之间增加钢横隔板等四种方法。 其次，介绍了公路多片式简支梁桥荷载横向分布的基本理论，并对荷载横向分布系数的计算公式运用模态参数法进行了推导。在此基础上，依据ANSYS模态分析所得到的数据结果，利用得到的荷载横向分布系数计算公式，计算原结构及采用不同加固方法加固后结构的荷载横向分布系数，得到其分布变化规律。 最后，以铁路双片式简支梁桥为研究对象，对梁体的空间振动特性进行分析。按增加的横系梁在梁体的不同位置和预紧钢筋预紧力的不同参数值分别建立分析模型，研究其对梁体自振频率的影响。由自振频率的变化来分析和确定横系梁和预紧钢筋的具体设置形式对桥梁结构横、竖向刚度的作用，确定合理的加固形式。 研究结果表明，对于公路多片式简支梁桥横向联系的加固，采用增加钢横撑和增加钢横隔板方法，梁体横向刚度明显提高，竖向刚度降低较少，同时荷载横向分布系数分布也较为均匀，加固效果明显;对于铁路双片式简支梁桥，采用方案一进行加固，在较大幅度提高其横向刚度的同时，竖向刚度降低较少，加固效果明显。本文所提出的横向联系加固方法及其确定思路可以作为在设计同类桥梁横向加固方案时参考及借鉴。 |
| 作者： | 陈玉峰 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王根会 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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