混合梁斜拉桥单箱三室箱梁剪力滞效应研究
发布时间：2023-06-04 03:02
箱型截面梁的自重轻,抗弯、扭性能好,在现代大跨径斜拉桥中应用广泛。随着现代交通的发展,对斜拉桥主梁跨度的要求日益增加,主梁剪力滞效应由于截面构造趋于复杂更加显著,这对桥梁结构安全可能造成很大的影响。以往对箱梁剪力滞效应的研究多局限在受力条件简单的简支梁、连续梁等结构,对斜拉桥的研究也多为单箱单室或单箱双室的混凝土梁桥,对钢箱梁桥尤其是钢-混凝土混合梁斜拉桥中单箱三室箱梁的剪力滞效应研究涉及较少。本文在已有剪力滞效应研究成果基础上,对混合梁斜拉桥在施工过程中单箱三室箱梁的剪力滞效应及桥梁受力性能进行分析,得到了单悬臂施工状态下的斜拉桥主梁截面剪力滞效应变化规律,并为工程施工提供理论依据。本文以单箱三室箱梁为研究对象,对截面边室与中室考虑宽度影响分别采用两个不同的剪力滞位移差函数,对翘曲位移函数采用二次抛物线形式,基于能量变分法得到不同荷载与边界条件下的解析解,通过对比ANSYS有限元计算结果与解析解,验证了本文方法的合理性。并对影响主梁剪力滞效应的几何参数进行了分析,得到了截面几何参数对应力分布的影响程度。在此基础上以某混合梁斜拉桥为工程依托,利用Midas FEA有限元软件,建立板单元...
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.1.1 斜拉桥发展概况
1.1.2 单、双索面斜拉桥的特点
1.2 钢箱梁受力特性及研究内容
1.3 剪力滞效应的研究
1.3.1 箱梁剪力滞效应概述
1.3.2 剪力滞效应研究方法
1.3.3 国内外剪力滞效应研究现状
1.4 本文研究的主要内容
2 基于能量变分法的单箱三室梁剪力滞效应分析
2.1 箱梁控制微分方程建立与求解
2.1.1 基本假定
2.1.2 剪力滞纵向位移函数
2.1.3 控制微分方程推导
2.2 典型桥型剪力滞效应求解
2.2.1 简支箱梁承受集中荷载作用
2.2.2 简支箱梁承受均布荷载作用
2.2.3 悬臂箱梁承受集中荷载作用
2.2.4 悬臂箱梁承受均布荷载作用
2.3 算例分析
2.3.1 集中荷载作用下的简支梁剪力滞效应
2.3.2 均布荷载作用下的简支梁剪力滞效应
2.4 本章小结
3 单箱三室箱梁剪力滞效应影响因素
3.1 箱梁宽高比的影响
3.1.1 集中荷载作用下宽高比影响
3.1.2 均布荷载作用下宽高比影响
3.2 箱梁跨宽比的影响
3.2.1 集中荷载作用下跨宽比影响
3.2.2 均布荷载作用下跨宽比影响
3.3 箱梁顶、底板厚度的影响
3.3.1 顶板厚度影响
3.3.2 底板厚度影响
3.4 腹板厚度影响
3.4.1 中腹板厚度影响
3.4.2 边腹板厚度影响
3.5 中腹板间距影响
3.5.1 集中荷载作用下中腹板间距影响
3.5.2 均布荷载作用中腹板间距影响
3.6 本章小结
4 混合梁斜拉桥施工阶段剪力滞效应分析
4.1 混合梁斜拉桥简介
4.1.1 工程概况
4.1.2 设计参数
4.1.3 主要施工步骤
4.2 斜拉桥有限元模型
4.2.1 平面杆系模型
4.2.2 Midas FEA空间有限元模型
4.3 施工阶段剪力滞效应分析
4.3.1 空间有限元分析结果
4.3.2 短悬臂状态
4.3.3 二分之一悬臂状态
4.3.4 最大单悬臂状态
4.4 主跨合龙后截面剪力滞效应
4.4.1 边跨钢梁截面剪力滞效应
4.4.2 边跨混凝土截面剪力滞效应
4.4.3 主跨钢梁截面剪力滞效应
4.5 本章小结
5 混合梁斜拉桥施工控制分析
5.1 CSB有限元分析过程介绍
5.1.1 CSB软件特点
5.1.2 CSB软件分析步骤
5.1.3 混合梁斜拉桥结构分析
5.2 有限元计算结果位移分析
5.2.1 主梁位移分析
5.2.2 桥塔偏移分析
5.3 主梁应力分析
5.4 塔梁同步施工方案分析
5.4.1 塔梁同步施工方案
5.4.2 结构变形及力学性能分析
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录
A 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录
B 学位论文数据集
致谢
本文编号：3830560
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
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中文摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.1.1 斜拉桥发展概况
1.1.2 单、双索面斜拉桥的特点
1.2 钢箱梁受力特性及研究内容
1.3 剪力滞效应的研究
1.3.1 箱梁剪力滞效应概述
1.3.2 剪力滞效应研究方法
1.3.3 国内外剪力滞效应研究现状
1.4 本文研究的主要内容
2 基于能量变分法的单箱三室梁剪力滞效应分析
2.1 箱梁控制微分方程建立与求解
2.1.1 基本假定
2.1.2 剪力滞纵向位移函数
2.1.3 控制微分方程推导
2.2 典型桥型剪力滞效应求解
2.2.1 简支箱梁承受集中荷载作用
2.2.2 简支箱梁承受均布荷载作用
2.2.3 悬臂箱梁承受集中荷载作用
2.2.4 悬臂箱梁承受均布荷载作用
2.3 算例分析
2.3.1 集中荷载作用下的简支梁剪力滞效应
2.3.2 均布荷载作用下的简支梁剪力滞效应
2.4 本章小结
3 单箱三室箱梁剪力滞效应影响因素
3.1 箱梁宽高比的影响
3.1.1 集中荷载作用下宽高比影响
3.1.2 均布荷载作用下宽高比影响
3.2 箱梁跨宽比的影响
3.2.1 集中荷载作用下跨宽比影响
3.2.2 均布荷载作用下跨宽比影响
3.3 箱梁顶、底板厚度的影响
3.3.1 顶板厚度影响
3.3.2 底板厚度影响
3.4 腹板厚度影响
3.4.1 中腹板厚度影响
3.4.2 边腹板厚度影响
3.5 中腹板间距影响
3.5.1 集中荷载作用下中腹板间距影响
3.5.2 均布荷载作用中腹板间距影响
3.6 本章小结
4 混合梁斜拉桥施工阶段剪力滞效应分析
4.1 混合梁斜拉桥简介
4.1.1 工程概况
4.1.2 设计参数
4.1.3 主要施工步骤
4.2 斜拉桥有限元模型
4.2.1 平面杆系模型
4.2.2 Midas FEA空间有限元模型
4.3 施工阶段剪力滞效应分析
4.3.1 空间有限元分析结果
4.3.2 短悬臂状态
4.3.3 二分之一悬臂状态
4.3.4 最大单悬臂状态
4.4 主跨合龙后截面剪力滞效应
4.4.1 边跨钢梁截面剪力滞效应
4.4.2 边跨混凝土截面剪力滞效应
4.4.3 主跨钢梁截面剪力滞效应
4.5 本章小结
5 混合梁斜拉桥施工控制分析
5.1 CSB有限元分析过程介绍
5.1.1 CSB软件特点
5.1.2 CSB软件分析步骤
5.1.3 混合梁斜拉桥结构分析
5.2 有限元计算结果位移分析
5.2.1 主梁位移分析
5.2.2 桥塔偏移分析
5.3 主梁应力分析
5.4 塔梁同步施工方案分析
5.4.1 塔梁同步施工方案
5.4.2 结构变形及力学性能分析
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录
A 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录
B 学位论文数据集
致谢
本文编号：3830560
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