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基于格栅结构理论的弯箱梁桥建模研究
| 论文题名： | 基于格栅结构理论的弯箱梁桥建模研究 |
| 关键词： | 曲线箱梁;格栅结构;剪切变形;预应力 |
| 摘要： | 随着高等级公路和城市主干道建设的快速发展,必然要修建大量的互通式立交和高架桥.曲线箱形梁桥以其良好的结构性能以及经济、美观、实用等特点,在互通式立交的桥梁工程和高架桥中越来越多地被采用.然而由于曲线箱梁桥在力学性能、荷载、构造、施工等方面的复杂性,有许多问题急待解决,特别是分析计算理论方面.现在分析理论很多,但真正能用于工程设计的分析方法并不多,格栅结构理论是个很好的选择.但格栅结构模型的建立是否合理对结果的影响比较大,如何合理建模还需进一步探讨.本文从三个方面探讨基于曲线箱梁桥的格栅结构的模型优化问题,得出了弯箱梁桥在格栅结构建模中的一些有益的结论.首先,本文分析了弯箱梁桥的力学性能,结合国内外学者的建模经验和笔者在工程实践中的计算建模经验,指出了基于格栅结构理论模型的弯箱梁桥的网格划分的原则和截面特性的各种参数确定的合理方法,并通过一个工程实例予以说明.其次,在经典梁理论的基础上,本文推导出考虑剪切变形的平面梁和空间梁单元刚度矩阵,阐述了剪切变形系数的计算方法,讨论了在不同箱梁截面高度情况下,剪切变形对结构内力值和变形值的影响,并与不考虑剪切变形影响的结果作比较,得出有关结论,并对工程设计计算做出了一些建议.再次,本文将预应力钢索作为索单元,根据空间的索单元与梁单元的主从约束关系,导出空间的索单元与梁单元的位移关系,即钢混协作关系.基于这种关系,程序可以利用初应变来实现预应力的加载.这样,在对桥梁的施工阶段和使用阶段的内力值和位移值进行计算分析时,基于钢混协作关系编制的程序能自动考虑混凝土的收缩、徐变,而且在分批张拉预应力钢索和模拟张拉方式的时候,程序能自动考虑各种预应力损失,能提高计算效率和精度.最后,本文利用何雄君教授编制的WXQ程序,对厦门某互通立交的弯箱梁桥和武汉南湖大桥分别进行计算分析,将计算的内力值和位移值与用其它方法得出的解析解进行比较,验证了格栅结构模型的合理性和精确性. |
| 作者： | 向晋举 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 何雄君;陆永青 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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