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波形钢腹板预应力混凝土箱梁结构计算理论及成桥仿真模拟
| 论文题名： | 波形钢腹板预应力混凝土箱梁结构计算理论及成桥仿真模拟 |
| 关键词： | 波形钢腹板;混凝土箱梁;成桥仿真模拟 |
| 摘要： | 与普通箱梁相比，波形钢腹板预应力混凝土箱梁具有自重轻，预应力效率高等优点，这种结构在桥梁工程中得到了迅速推广。为了建立波形钢腹板箱梁结构的实用计算方法，本文根据波形钢腹板箱梁的结构受力和变形特性提出了按杆系结构计算弯曲、扭转及畸变分析理论，并推导出了对应的单元刚度方程。 首先提出了上下翼板轴向变形作为独立位移自由度的弯曲变形截面位移函数，根据能量原理建立了弯曲变形的平衡微分方程，推导了单元刚度矩阵以及波形钢腹板箱梁与一般箱梁的连接条件和预应力钢束的处理技术。通过算例比较，检验了本文算法的收敛性和计算精度。在此基础上通过参数分析进一步讨论了波形钢腹板箱梁的弯曲变形特性以及与普通腹板箱梁的差异。 然后以现行的箱梁结构理论出发，推导了波形钢腹板箱梁的纯扭转及翘曲扭转计算理论，根据基本方程的解析解建立了波形钢腹板箱梁扭转变形的单元刚度矩阵，通过算例验证了扭转理论的计算精度，并在参数分析的基础上研究了波形钢腹板箱梁的扭转变形基本特性，以供设计参考。 论文在上述研究基础上又进一步提出了波形钢腹板箱梁的畸变计算理论，根据能量理论建立理论严密、同时又可适用于矩形和梯形截面的波形钢腹板箱梁畸变控制方程，用解析的方法建立了畸变计算的单元刚度方程。与传统的箱梁畸变计算理论相比，不需要通过荷载分解得到畸变荷载，本文算法具有较好的通用性和较高的计算精确性。 最后以宁波甬新河波形钢腹板箱梁桥为背景，运用大型通用有限元程序对该桥进行了成桥状态的应力分析。结果表明，波形钢腹板段的剪力滞效应相对混凝土段来说要小，截面的纵向应变沿高度基本符合平截面假定。 |
| 作者： | 史鹏程 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 谢旭;张治成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学建筑工程学院 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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