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基于ANSYS二次开发的高填方拱涵的受力性状分析
| 论文题名： | 基于ANSYS二次开发的高填方拱涵的受力性状分析 |
| 关键词： | 高填方拱涵;拱顶土压力;有限单元法;程序开发;ANSYS软件;功能模块 |
| 摘要： | 现行的《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》关于高填方涵洞计算存在不足,在高填方涵洞的设计中,考虑影响土压力各种因素的情况下,如何利用现有的计算理论对高填方涵洞进行方便快捷的受力分析是一个十分重要的课题。 本文基于ANSYS12.0平台的二次开发功能进行高填方拱涵受力分析模块程序的开发。利用UIDL进行用户界面设计,开发可视化的对话框,实现参数的输入;利用APDL实现参数的修改和功能模块的嵌入,使开发的模块成为ANSYS的一部分。二次开发后进行高填方拱涵的受力分析可以避免许多重复的过程,在对话框输入不同的计算参数,选择实际需要计算的结构模型,即可完成分析功能。本文利用二次开发生成的模块程序对已发生病害的某高速公路拱涵进行了计算,分析了其开裂原因。并对影响涵洞受力的一些因素进行了计算,分析其作用规律及影响程度,得出以下结论: 1、沟谷宽度和沟谷坡度都是决定涵洞受力的重要参数,沟谷宽度越小,坡度越大,即沟谷越狭窄,对减小涵洞受力的作用越突出。 2、地基处理的宽度和深度对拱顶土压力有较大的影响,地基处理宽度宜超出基础边缘一定长度,拱顶垂直土压力随着处理地基深度的增大而增大。 3、回填土泊松比对拱圈受力影响较大,通常情况下,设计时最好选用泊松较小的回填土。回填土弹性模量对拱圈受力几乎没有影响。 4、基础刚度对拱涵基础板上缘拉应力影响较大,弹模增大,基础板上缘拉应力会相应的减小。 5、微小的结构拱脚变位能使主拱圈产生较大的附加应力,随着拱脚变位的增大,拱顶下缘应力逐渐增大,尤以拱脚水平变位引起的拱顶应力变化最为明显。 6、拱涵的拱圈厚度和涵台台身厚度对拱圈的受力状态影响很大,当拱圈和涵台台身尺寸达到一定值后,拱圈将全截面受压,而此时,拱圈内的压应力值还远远小于混凝土的抗压强度设计值,这种应力状态对于混凝土结构是非常有利的。 |
| 作者： | 王向荣 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 魏红卫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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