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原文传递 异型大跨径波纹钢板桥力学性能分析
论文题名: 异型大跨径波纹钢板桥力学性能分析
关键词: 异型大跨径波纹钢板桥;填土高度;力学性能;有限元模拟
摘要: 在我国国民经济和基础建设蓬勃发展的大背景下,桥梁在交通工程中起着至关重要的作用,常规的钢筋混凝土结构桥梁对地基承载力要求较高、施工需要的养护周期较长、易出现桥头出现跳车等问题;而波纹钢板桥作为一种新型结构且具备诸多优势,表现为自重较传统钢筋混凝土桥梁轻、安装过程简单、施工时长短、对地基承载力要求不高和抗地基不均匀沉降能力较强等,可克服传统钢筋混凝土结构的弊端。当前,小跨径、圆形截面钢波纹板桥涵我国桥涵工程中的应用日渐成熟,但随着我国道路工程发展,大跨径、异型截面的波纹钢板桥在工程实际中的需求逐渐增多,迫切需要对其力学性能进行研究。
  本文依托异型大跨径波纹钢板桥实际工程项目,制定了详细的现场试验方案,并对现场采集的数据进行研究分析,进而将不同工况下的异型大跨径波纹钢板桥涵采用有限元仿真模拟分析研究,最终得出不同波形参数、不同板厚以及不同填土高度下的异型大跨径波纹钢板桥的最大填土高度。可为该结构在道路工程中的应用提供参考。
  通过本文的研究得到以下主要结论:
  (1)试验荷载车辆中前轴的中线与异型大跨径波纹钢板桥中心线重合时,车辆荷载对波纹钢板桥的应力应变影响最大;
  (2)施加车辆荷载时,测区的挠度在90°位置出现最大值,而切向应力以及等效应力的较大值多在0°、30°和90°位置出现;
  (3)有限元仿真模拟与实际工程试验大致相符,故可用有限元建模对异型大跨径波纹钢板桥进行力学性能分析;
  (4)结构受试验车辆的作用下,内壁的波峰、波谷位置的应力变化相差较大,且波形对结构受力影响较为显著,而钢板壁厚、回填高度对结构的受力影响相对较小;
  (5)结构的波形和壁厚对同一填土高度下波纹钢板桥影响明显,通过有限元仿真模型得出不同状况下异截面大跨径波纹钢板桥的最大填土高度,对实际工程选取填土高度提供参考与依据;
  (6)本文通过现场试验与有限元仿真模拟对比,得出在跨径8米的条件下,波形参数为400mm×150mm×80mm的异型波纹钢板的力学性能较为出色,故应当结合设计要求、工程现场和现行规范合理选择波形。
作者: 马梦宇
专业: 建筑与土木工程
导师: 刘百来;贾华宽
授予学位: 硕士
授予学位单位: 西安工业大学
学位年度: 2021
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