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大跨度悬索桥双层正交异性板钢桁加劲梁扭转行为研究
| 论文题名： | 大跨度悬索桥双层正交异性板钢桁加劲梁扭转行为研究 |
| 关键词： | 大跨度悬索桥;双层板桁;桥面桁梁;加劲梁;扭转行为 |
| 摘要： | 悬索桥由于其良好的跨越能力、优美的结构造型、明确的受力体系，在大跨桥领域扮演着越来越重要的角色。本文针对悬索桥中的双层板桁结合桥面桁梁加劲梁的扭转行为进行研究，主要的内容和结论有如下: 一、对于双层板桁结合桥面桁梁加劲梁，采用模型试验的方法，选取一个节段，针对该节段进行偏心荷载作用下变形行为的研究，并建立了与试验模型一致的有限元模型，模拟试验过程，与试验结果进行比对，最后发现该结构在偏心荷载作用下，横截面不仅会出现刚性扭转，而且会发生较显著的剪切变形。 二、推导板桁结合桥面桁梁在扭转荷载作用下的响应计算方法。采用刚度等效的原则将其连续等效化为薄壁箱梁，并根据其在扭转荷载作用下是否只发生刚性扭转分成了横截面可变形和不可变形两种情况进行分析。对于在扭转荷载作用下横截面只发生刚性扭转的情况，应用闭口截面薄壁杆件乌曼斯基约束扭转理论，获得关于扭转变形的微分方程。对于横截面可变形的扭转，将横截面的变形看作是刚性扭转和剪切变形的叠加，而扭转荷载分解为纯扭矩荷载和双向反力偶荷载，最后获得关于横截面扭转变形和剪切变形的微分方程组。选取杨泗港长江大桥的加劲梁，运用解析法与有限元法对结构在扭转荷载下的响应进行求解，并对比计算结果，发现求解效果良好。 三、将前面获得的加劲梁扭转效应计算方法推广到悬索桥在竖向偏心荷载作用下变形响应的计算。采用经典的挠度理论，获得了悬索桥加劲梁在偏心荷载作用下，关于加劲梁扭转响应的微分方程组，并介绍了微分方程组的求解方法以及步骤，以杨泗港长江大桥为例，分别采用挠度理论和有限元方法进行求解，在计算加劲梁扭转变形方面，挠度理论与有限元法的计算结果吻合度较高。 |
| 作者： | 刘凯园 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李小珍;肖林 |
| 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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