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大跨度铁路钢桁梁桥全桥受力状态和正交异性板局部受力状态分析
| 论文题名： | 大跨度铁路钢桁梁桥全桥受力状态和正交异性板局部受力状态分析 |
| 关键词： | 钢桁桥;有限元分析;全桥分析;正交异性板;局部应力;受力状态 |
| 摘要： | 山西中南通道黄河大桥是一座跨度为128米的双线铁路有砟轨道简支板-桁组合结构桥梁。本文采用全桥空间有限元整体分析和桥面系节段精细有限元局部分析相结合的方法，系统的研究了中南通道黄河大桥的受力性能。主要工作和成果如下: 1、采用空间板梁法对中南通道黄河大桥建立了全桥空间有限元模型，对桥梁在恒载、最不利活载、温度荷载以及主力组合作用下的受力特点和受力性能进行了分析。计算分析结果表明:该桥整体受力合理，刚度和强度均满足要求。 2、截取受力薄弱的桥面系1.5个节间用空间板壳单元建立精细的局部有限元模型，对其在恒载、最不利活载、温度荷载以及各种荷载组合作用下纵梁、纵肋与横梁腹板交接处的应力进行分析。计算分析结果表明:大部分区域应力均不大，但横梁腹板在加劲肋穿过E2节点横梁处孔边应力较大，Mises等效应力达到了356MPa，超过了容许应力。 3、为改善中南通道黄河大桥正交异性板连接处的受力状态，在其原方案的基础上，分别采取三种改进方案:将横梁腹板改为闭口形式;降低纵梁的高度，由原来的700mm改为500mm;加大横梁端部腹板的厚度，由原来的16mm变为24mm。并对三种方案进行在恒载、最不利活载、温度荷载以及各种荷载组合作用下的计算。 4、对以上三种改进方案的计算结果进行对比分析。三种方案都可以一定程度上降低该桥正交异性板交接处局部应力，但降低纵梁高度和加大横梁腹板的厚度可以更有效的改善正交异性板局部应力状态。建议将该桥的纵梁降低，把横梁腹板适当加厚。 本文的研究成果为中南通道黄河大桥的设计提供了依据，对其他同类桥梁的设计也具有参考价值。 |
| 作者： | 王兰 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 叶梅新;张晔芝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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