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原文传递基于统计分析的连续弯箱梁桥实用设计方法研究

论文题名：	基于统计分析的连续弯箱梁桥实用设计方法研究
关键词：	连续弯箱梁桥;桥梁结构;经验公式;统计分析;数据拟合
摘要：	随着城市建设和交通事业的发展，弯箱梁桥结构经常被选用。针对弯箱梁桥结构的计算理论和分析方法也得到很大发展。弯梁桥的一个主要受力特性就是弯扭耦合，这种作用受许多因素的影响和制约。导致要精确地确定弯梁桥结构的受力性能比较困难。目前，在弯箱梁桥的理论研究上需要进一步提高认识，提高操作性，并进一步实现规范化。基于目前我国弯箱梁桥研究中存在的问题与弯箱梁桥的快速发展现状，急需提出结合工程实际的，工程师乐于接受的弯箱梁桥实用设计方法。基于上述考虑，本文提出以以梁格系法为理论基础编制的“斜弯坡及异形空间分析软件系统3D-BSA”为结构计算分析工具，以Matlab及Excel为数据处理工具，以统计分析的方法建立连续弯箱梁桥受力性能与各参数间的经验公式，为弯箱梁桥的实用设计提出适当建议或借鉴依据。 (1)以桥长和圆心角为参数建立了48个二等跨连续弯箱梁桥模型，采用分步拟合和非线性函数拟合两种方法进行数据处理，拟合出极限状态下的配筋内力、单位位移及支承反力与圆心角和桥长的关系曲线。共有三种拟合结果，均比较可靠，并对工程设计提出建议。 (2)以桥长和圆心角以及中间支承径向外偏心距为参数建立了360个二等跨连续弯箱梁桥模型。通过先拟合圆心角，再拟合桥长，最后拟合偏心距的三步单参数拟合方法和非线性函数lsqnonlinO法拟合出结构内力、位移和支承反力与三参数间的多项式关系；以上两种方法都可定量反映偏心距对结构反应的影响。通过先拟合偏心距，再拟合桥长(或圆心角)的两步单参数拟合法，提出用两个指标来表征结构反应随偏心距变化而变化的趋势及程度。 (3)以圆心角、桥长和预应力度为参数，建立了180个二等跨连续弯箱梁桥模型。分别提出了跨中截面和支座截面上预应力度的计算公式。采用两步单参数拟合法，先拟合控制截面正应力和位移与预应力度之间的关系，再拟合关系曲线的系数和常数与桥长或圆心角的关系；采用函数lsqnonlinO拟合法，综合考虑预应力度，圆心角以及桥长的影响，拟合正应力和位移与三参数间的多项式关系曲线。提出了位移随预应力度变化的四个指标。 (4)以圆心角和桥长为参数，建立了30个二等跨连续弯箱梁桥模型。主要研究自重、徐变、升温、降温、二期恒载、汽车及挂车等荷载正应力随着圆心角、桥长的变化对结构反应的影响规律及其所占的影响比重。用函数lsqnonlinO来拟合各种荷载正应力随圆心角以及桥长共同变化的关系曲线；用单参数法来拟合各荷载正应力与自重正应力之比以及在同号应力中所占的比重随圆心角或桥长的关系曲线。对所关心的支座截面和跨中截面上的荷载的影响比重随圆心角及桥长的变化规律进行了详细的讨论。 (5)以桥长和支承偏心距为参数，分别建立了72个30°圆心角和72个60°圆心角的三跨连续弯箱梁桥模型。对单位位移、支承反力、极限状态配筋内力进行了分析，得出结构受力与桥长、支承偏心距间的关系曲线。认为当其它条件相同，只有跨数不同时，支承偏心对弯箱梁桥的结构反应的影响趋势是相同的，只是关系曲线的表达式的项数或系数不同而已。总之，用统计分析的方法建立连续弯箱梁桥结构反应与各影响参数间的经验公式，为弯箱梁桥的实用设计提出建议和借鉴依据的研究方法是可行的。
作者：	宋国华
专业：	结构工程
导师：	罗玲;霍达
授予学位：	博士
授予学位单位：	北京工业大学
学位年度：	2005
正文语种：	中文