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大曲率连续弯钢箱梁桥极限承载力分析及试验研究
| 论文题名： | 大曲率连续弯钢箱梁桥极限承载力分析及试验研究 |
| 关键词： | 大曲率连续钢箱梁桥;极限承载力;稳定屈曲分析;有限元分析;容许应力;城市高架桥;立交桥 |
| 摘要： | 弯钢箱梁桥具有抗扭刚度大、受力性能好、结构自重轻、外形简洁美观、加工方便、施工期短等优点，在城市高架桥、立交桥中得到了广泛的运用。尤其在跨越地裂缝、跨线等特殊场合下应用非常方便。由于弯梁桥本身线条流畅、意境生动，能给人以美的感受，并且弯梁桥能够很好地适应地形、地物限制的要求。加之以焊接形式连接的连续弯钢箱梁桥制作简单，施工方便，总体上造价并不太高。所以，无论是从几何上、美学上还是经济上来看，弯钢箱梁桥的发展前景非常广阔。因此，对这种桥型的研究有着重要的现实意义。 本文对大曲率连续弯钢箱梁桥的极限承载力进行了系统的研究。首先，根据实桥结构的空间尺寸、材料特性、连接方式等按照1/10的比例制作了全桥缩尺模型。然后，利用有限元程序Ansys7.0对模型桥进行空间有限元分析，确定了在不同荷载工况下模型桥的最不利截面及其极限承载力。由数值分析可知：模型桥在相应与实桥控制荷载挂—120级的荷载是11.62kN；在容许应力控制下模型桥的承载力为63kN；由稳定屈曲分析可知，模型桥一阶失稳时的最小荷载为208.04kN；模型桥破坏时的承载力为162kN；本文还对模型桥在线弹性、弹塑性、完全塑性三个阶段的剪力滞效应进行了分析。通过以上数值分析可以确定模型桥的安全储备较大，且在整个过程中不会出现失稳现象。在此基础上，根据实验室的具体条件，选择一种能够实现并有代表性的工况即两中跨跨中加集中荷载这一工况进行了分级加载试验研究，通过试验结果和理论计算结果的对比分析可以确定上述数值分析的结果是可靠的。在试验过程中，弯箱梁模型桥5m跨跨中截面最不利，当荷载加至156.67kN时，该截面底板焊缝处、外侧腹板焊缝处以及内侧腹板处均出现了裂缝。最后，根据实桥与模型桥的相似关系，将模型桥的分析结果映射到实际的工程实桥中，从而确定工程实桥的安全性能和最后可能出现的破坏形态。本文可为同类桥梁在设计计算中提供参考，并为钢桥规范的修订提供技术资料。 |
| 作者： | 邓娟红 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 贺拴海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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