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变截面波形钢腹板组合箱梁变形分析
| 论文题名： | 变截面波形钢腹板组合箱梁变形分析 |
| 关键词： | 波形钢腹板箱梁桥;施工过程;弯曲变形;剪切变形;辛普森积分公式 |
| 摘要： | 波形钢腹板组合箱梁桥是利用波形钢腹板代替传统混凝土腹板的新式桥型，该桥型凭借其美观的外形，合理的受力方式，高效的施工方法，良好的经济性等特点，近年来在国内得到了快速的发展。本文针对变截面波形钢腹板组合箱梁的弯曲和剪切变形计算问题进行了研究。 论文首先研究了基于Timoshenko梁理论和基于实体一壳单元有限元理论的两种变形计算方法，推导了基于辛普森积分公式的变截面波形钢腹板组合箱梁分别在集中荷载和自重荷载作用下的弯曲和剪切变形计算公式。利用基于辛普森积分公式变形计算方法计算了奉化江大桥最大悬臂单箱单室波形钢腹板组合箱梁在自重荷载和集中荷载作用下的弯曲和剪切变形，定量分析了混凝土顶底板对剪切变形的影响。 为了对比分析，论文建立了奉化江大桥最大悬臂状态波形钢腹板梁的梁单元模型和实体-壳单元模型，并将三种变形计算方法的计算结果进行对比研究。与实体-壳单元模型计算的弯曲和剪切变形相比，在集中荷载作用下基于辛普森积分公式方法计算的弯曲和剪切变形误差分别为1.3％和13.4％，梁单元模型计算的结果误差为4.6％和34.1％;在自重荷载作用下基于辛普森积分公式方法计算的弯曲和剪切变形误差分别为2.8％和15.8％，梁单元模型计算的结果误差为5.5％和29.7％。 最后，论文基于辛普森积分公式的变形计算方法计算了南淝河单箱三室波形钢腹板组合箱梁最大悬臂阶段在第15号块段荷载作用下的弯曲和剪切变形。建立了南淝河大桥最大悬臂阶段的梁单元模型和实体一壳单元模型并计算弯曲和剪切变形，为考虑预应力钢束对计算结果的影响，利用梁单元模型计算出了预应力钢束对变形的影响值，并将计算结果与实测的南淝河大桥四个悬臂梁15号块段浇筑前后的变形值进行对比分析。结果表明，基于辛普森积分公式方法计算的最大误差为14.21％，基于实体一壳单元模型计算的最大变形误差为11.12％，基于梁单元模型计算的最大变形误差为25.16％。 论文结果表明，利用所提方法进行变截面波形钢腹板组合箱梁弯曲和剪切变形计算结果与实体一壳单元模型计算的变形结果以及实测结果吻合良好，计算效率较高，适合波形钢腹板组合箱梁在施工过程中的变形分析计算。 |
| 作者： | 马梦琳 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王佐才;项炳泉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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