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波形钢腹板组合箱梁横向内力理论及试验研究
| 论文题名： | 波形钢腹板组合箱梁横向内力理论及试验研究 |
| 关键词： | 波形钢腹板组合箱梁;横向内力;弹性薄板 |
| 摘要： | 体外预应力波形钢腹板组合箱梁是一种新型的钢-混凝土组合结构，与传统的预应力混凝土箱梁相比，该结构具有自重轻、受力明确、造型美观、彻底解决混凝土腹板开裂的问题等突出优点。本文针对波形钢腹板组合箱梁顶板的横向受力及有效分布宽度问题，在参阅国内外相关文献及实桥资料的基础上，进行模型试验、理论分析和有限元分析。 以弹性薄板理论为基础，结合波形钢腹板组合箱梁的结构特点，对箱形框架结构与翼缘板分别进行分析。对于箱形框架结构的分析，采用与将框架杆系结构展直为连续梁相类似方法，将波形钢腹板箱形框架结构展直为四块连续不等厚的四边简支矩形板，利用各向同性的四边简支板在各种荷载作用下的基本弹性解答，通过推导得到四边简支的比拟正交异性矩形板在边缘作用分布弯矩时的挠曲面方程，根据四跨连续板中间支承处的边界连续条件建立方程组，通过求解得到相关参数，并由此得到箱梁顶板的挠曲面方程，再利用弹性力学的公式得到箱梁顶板的横向应力，进而计算有效分布宽度的大小。而对于翼缘板的分析，则将其近似等效为一三边固定、一边自由的矩形板在局部荷载作用的求解。进行了波形钢腹板组合箱梁横向内力研究的模型试验，通过理论计算的结果与试验实测结果及有限元分析结果的比较，验证了箱形框架展直法的可行性和正确性。翼缘板的计算结果与实测及有限元分析结果也吻合得较好。 在此基础上本文还介绍了引起箱梁横向应力的一种作用模式--畸变，重点介绍了利用能量法推导波形钢腹板组合箱梁的畸变微分方程的过程，及与波形钢腹板相适应的相关物理量的计算方法。并通过有限元分析，验证了本文关于波形钢腹板畸变横向内力计算的方法具有较好的精度。 进一步参数研究表明：在顶底板参数相同的情况下，波形钢腹板对于顶板的约束弱于普通混凝土腹板对顶板的约束。 |
| 作者： | 刘清 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李立峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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