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波形钢腹板箱梁桥受力特性分析和计算方法研究
| 论文题名： | 波形钢腹板箱梁桥受力特性分析和计算方法研究 |
| 关键词： | 箱梁桥;波形钢腹板;力学行为;有限元方法;受力特性 |
| 摘要： | 预应力混凝土连续箱梁桥中一部分梁段采用波形钢腹板箱梁是一种全新的桥梁结构形式,其力学特性尚不明确.本文以宁波甬新河桥为对象,用三维有限元方法分析了这类结构的空间力学特性,并将计算结果与考虑波形钢腹板影响的扩展梁理论进行了比较,讨论了扩展梁理论的计算精度.在此基础上进一步分析了部分波形钢腹板箱梁桥的力学行为以及截面过渡区域的传力机理.结果表明,基于传统箱梁理论发展起来的扩展梁理论在挠度和剪切应力方面的计算精度有待提高；按腹板承担全部竖向剪力的设计方法偏于安全,对梁高较低的结构很不经济；波形钢腹板箱梁和预应力混凝土腹板箱梁过渡区域的传力机理十分复杂,按梁理论计算无法反映该处的传力情况,在设计时有必要采用有限元方法进行慎重的分析. 为了提高波形钢腹板箱梁的结构计算精度,本文根据板壳有限元理论提出了一种新的空间计算方法.将箱梁腹板和翼板分别模拟成正交异性和正交同性板单元,根据箱梁的变形特点在轴向和侧向的位移分别用二次和三次形函数模拟,按亚参元计算方法建立单元的刚度方程和结构振动方程,减少了单元数目和计算量.通过与通用有限元程序的结果比较,验证了本文算法在静力和动力状态下的计算精度和实用性.本算法与现行波形钢腹板箱梁理论相比,精度得到了显著的提高且所增加的计算量有限,为波形钢腹板箱梁桥设计提供了一种实用性强的结构空间分析方法. 本文还对波形钢腹板梁段在施工过程中的力学特性进行了研究,进一步对扩展梁理论在波形钢腹板箱梁结构中的计算精度进行了检验. |
| 作者： | 朱越峰 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 谢旭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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