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GFRP桥面板及其装配式组合结构桥梁力学分析
| 论文题名： | GFRP桥面板及其装配式组合结构桥梁力学分析 |
| 关键词： | 应急桥梁;GFRP桥面板;力学性能;接头强度;界面剪应力;连接件 |
| 摘要： | 应急桥梁是在战时或突发事件时，为保障公路运输而修建的一种能快速建成且行车安全的临时桥梁。GFRP桥面板装配式组合结构应急桥梁就是采用GFRP桥面板与321装配式钢桥的钢桁梁组合，形成具有足够承载能力、机动性好、能快速架设和拆卸的应急桥梁。 本文着重对GFRP桥面板力学性能、桥面板之间连接以及桥面板与承重梁之间的连接进行深入研究，初步设计一座跨径为21m，桥宽8m的GFRP桥面板装配式组合应急桥梁，并对其进行验算分析。本文的研究工作包括以下几个方面： 1.GFRP桥面板截面参数分析与优化设计计算在不同的截面设计参数下，GFRP桥面板的静力响应，分析各设计参数对GFRP桥面板力学性能的影响，初步确定各设计参数的取值范围。在此基础上，对GFRP桥面板构件进行优化设计，最终确定GFRP桥面板构件的尺寸，获得了经济性好、受力性能优越的GFRP桥面板。 2.GFRP桥面板间的连接分析GFRP桥面板在拼装和拆卸过程中连接接头强度以及所需施加的外荷载。分析表明，GFRP桥面板在拼装和拆卸过程中，连接接头具有足够的强度储备。对比分析了GFRP桥面系在荷载作用下，桥面系和连接接头的变形及ζ最大值。分析表明，连接接头ζ最大值和变形都远远小于桥面系的变形和ζ最大值，即在进行桥面系分析时，可以不考虑GFRP桥面板连接接头的变形及破坏。 3.GFRP桥面板与钢桁梁连接界面剪应力的分析推导在温度、荷载作用下，GFRP桥面板与钢承重梁连接界面的剪应力分布公式，并与有限元计算值进行对比，验证理论计算公式的正确性。采用推导公式分析了GFRP桥面板装配式组合结构应急桥梁在温度、外荷载作用下，连接界面剪应力的分布规律。 4.GFRP桥面板与钢桁梁的连接GFRP桥面板与钢桁梁的连接件采用直径为22mm的U形筋，预紧力力矩20Nm。根据连接界面的剪应力分布规律，确定初步设计的应急便桥连接件在纵向的布置方式：在距梁端3m的范围内，每米布置3个连接件；其余部分，每米布置2个连接件。 5.GFRP桥面板的弹性等效分析GFRP桥面板几何形状较复杂，采用实际尺寸建模会导致单元数量过多而不能进行计算分析。本文采用弹性等效原理将GFRP桥面板等效为一块厚度相同的正交异性板。分析结果表明，荷载作用下，等效模型与实际GFRP桥面板在荷载作用下的挠度值相差在5％以内，等效模型能很好模拟GFRP桥面板在荷载作用下的静力响应。 对GFRP桥面板装配式组合结构应急桥梁结构的力学性能进行了分析，分析表明，在设计荷载条件下，GFRP桥面板装配式组合结构应急桥梁受力性能良好。 |
| 作者： | 周林云 |
| 专业： | 交通运输工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 万水 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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