双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的扭转特性分析

发布时间：2020-04-12 19:46

【摘要】：随着我国高速公路的大规模建设,桥梁建设蓬勃发展,桥梁跨度和桥面宽度也逐渐增大,波形钢腹板组合箱梁桥因其具有腹板间距大、桥面宽度大、横向悬臂大等优点在桥梁建设中的比重逐渐加大。本文以30m双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥为研究对象,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对该类型组合梁的扭转特性进行了研究,主要研究内容和结果如下:(1)通过位移等效和刚度等效原理将波形钢腹板及带有纵向加劲肋的钢底板等效为正交各向异性板,基于乌氏第二约束扭转理论和能量变分法建立了该组合结构的约束扭转控制微分方程,并运用初参数法求解了该微分方程;推导求得双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合简支梁桥在跨中集中扭矩与满跨均布扭矩下截面扭转角、翘曲变形系数、约束扭转双力矩和总扭矩的计算公式,通过对截面扭转角理论计算值和有限元值的对比分析,二者吻合良好,验证了计算公式的正确性。(2)采用薄膜比拟法推导求得双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合简支梁桥截面剪力流与抗扭惯性矩的计算公式,并通过内外扭矩平衡推导了双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合支梁桥剪力与外扭矩的关系,并建立了该组合简支箱梁桥的三维空间有限元分析模型,采用初等梁理论验证了模型的正确性,基于已验证的模型分析了双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合简支梁桥的截面扭转角、翘曲变形系数、约束扭转双力矩等特征参数沿桥梁纵向的分布规律和扭转与畸变耦合情况下顶、底板正应力及波形钢腹板剪应力的分布规律。(3)基于乌曼斯基扭转理论和结构动力学理论,推导了自由振动状态下双箱单室波形钢腹板钢箱-混凝土组合简支梁桥的约束扭转频率公式,并采用有限元仿真验证了计算公式的正确性,并采用有限元仿真分析了横隔板、箱间横联及截面参数对双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合简支梁桥约束扭转频率的影响。(4)在双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合简支梁桥跨中作用对称荷载和偏心荷载,提取主梁十分点截面偏载侧底板与腹板相交点的正应力并计算其放大系数,在上述截面的波形钢腹板中心节点提取剪应力并计算其放大系数;分析了对称加载和偏心加载下高跨比、宽跨比、波形钢腹板厚度、箱间横联及底板厚度对双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥应力的影响。
【图文】：

兰州交通大学硕士学位论文图 1.6 所示），结构形式为五跨连续梁，跨径布置为 27.4m+3×45.5m+44.9m，，桥.5m，桥长 210m，施工方法采用顶推施工。图 1.2 Cognac 桥（法国） 图 1.3 Maupre 桥（法国）

银山御幸桥（日本）
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U441

【参考文献】

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本文编号：2625110