原文传递
单箱双室波形钢腹板PC组合箱梁桥抗扭性能分析
| 论文题名： | 单箱双室波形钢腹板PC组合箱梁桥抗扭性能分析 |
| 关键词： | 抗扭特性;波形钢腹板;组合箱梁桥;空间有限元模型 |
| 摘要： | 波形钢腹板箱梁是国内外一种新兴的桥梁结构形式，它是由混凝土顶底板、体外预应力筋和波形钢腹板三者构成的一种新型的钢——混凝土组合结构。由于混凝土和钢材的独特特点，有利于组合结构的受力性能，其在很大程度上减轻了箱梁组合结构的自重，使用到的下部结构的工程数量也在很大程度上减少了。这种结构首先得到应用的是在法国，后来初步发展到全世界，尤其是在欧美和日本得到了极为广泛的发展。从这些年来国内外的发展来看，以前的单幅桥梁的横向宽度已不能满足快速发展的交通的需求，桥梁的横向宽度也就必须随之增大，刚好波形钢腹板箱梁也逐渐应用于宽桥面。为了保证抗剪，常常需要在箱梁中设置多道横隔板，也正因为受力得到了满足，就有更多的单箱多室箱梁桥问世。目前，海内外学者对单箱单室传统混凝土箱梁和单箱多室传统混凝土箱梁的研究已相对比较完善，然而目前还相对较少学者对单箱多室波形钢腹板组合箱梁展开了较为深入的研究；为了使国内更多的人了解和接受这一新型结构，本文在单箱多室波形钢腹板箱梁的研究也就显得更为重要以及必要了。 此类桥型将传统混凝土腹板改成了更为薄的波形钢腹板，从而波形钢腹板组合箱梁结构的抗扭刚度会相应大大地减小，研究偏心荷载作用下箱梁的扭转和畸变性能也就变的很有意义。本文参考薄壁结构扭转分析理论，针对截面等高度的波纹钢腹板组合箱梁，推导了正应力约束扭转、自由扭转微分方程和利用初参数法解出正应力、剪应力、挠度的计算公式。 本文以南昌朝阳大桥为背景，通过实验室修建的10:1几何缩尺模型桥进行实验，此模型桥是三跨连续的波形钢腹板组合箱梁，本文利用大型有限元通用软件ANSYS建立了该模型桥的空间有限元模型，并对该模型桥的抗扭进行分析，主要工作有以下几方面： 1、运用初参数法建立适用于单箱多室波形钢腹板组合箱梁桥抗扭的正应力、附加剪应力、挠度等相关理论计算公式，对抗扭受力进行定性分析； 2、通过单箱多室波形钢腹板组合箱梁桥的缩尺模型，测得偏载和对称两种工况作用下挠度以及应变并得出其正应力和附加剪应力； 3、根据建立的有限元模型，分析关键断面在偏心和对称荷载下的受力与变形情况；通过比较在理论解、实验值与有限元模型得出的正应力、剪应力与挠度变形来验证此数值解的正确性，为工程实践提供有一定精度的，同时，为类似单箱多室桥梁设计提供建议取值，并为在役桥梁正确评估其承载能力及使用寿命提供理论和实测依据。 |
| 作者： | 彭武 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 陈水生;桂水荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
