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桁式腹杆组合梁桥力学分析与优化设计研究

发布时间:2020-08-21 14:21
【摘要】:桁式腹杆组合梁是一种新型的组合结构桥梁,其用钢腹杆代替了混凝土箱梁的腹板结构,具有自重轻、通透性好、外形美观等诸多优点,是未来组合结构桥梁发展的新方向。本文分析了桁式腹杆组合梁不同分析模型的特点,建立了ANSYS有限元方法的实体模型,并对结构的力学性能、剪力滞效应以及截面优化设计等问题进行了深入的分析。主要研究内容为:通过对桁式腹杆组合梁的抗弯、抗剪、挠度、腹杆内力等力学分析,来探究其力学性能和受力规律。综合分析可知,组合梁的顶底板的内力作用主要为弯曲作用,钢腹杆的内力作用主要为轴力作用,组合梁的弯矩主要由顶底板承担,而组合梁剪力作用主要依靠钢腹杆来承担。分析了组合梁的剪力滞效应,通过对顶底板不同位置处的弯曲应力进行分析,可知其在桥梁纵横向分布不均匀,剪力滞效应比较明显。计算了截面的剪力滞系数和有效宽度,通过分析其变化规律,可知由支座向跨中方向剪力滞有减小趋势,且剪力滞系数有正负交替变化规律,与普通混凝土箱梁不同。为探究桁式腹杆组合梁的优化设计形式,首先分析了混凝土顶底板厚度、钢管壁厚、钢腹杆高度和倾角等对组合梁结构受力的影响,然后采用ANSYS的参数优化设计方法,对各结构设计参数进行优化分析,最终得出各设计参数的优化结果。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:U441;U442.5
【图文】:

法国,腹杆


第一章 绪论首次采用了桁式腹杆结构,将传统混凝土箱梁间通过节点连接,并且嵌固在混凝土形式的顶的基本形式:由顶底板、钢腹杆、体内外预应诸多优点,其自重较轻、受力明确、外形非常。法国工程师最早提出了桁式腹杆组合梁的构年建成了 Arbois 桥,这是第一座桁式腹杆组合和发展,建成了木之川高架桥、猿田川桥和巴种实桥,但弗罗里达州曾把桁式腹杆组合梁作

典型节点,连接构造,盖箱


钢盖箱节点在钢腹杆和节点处使用了钢盖箱的构造,这种构土密实度不足的问题,比较难以保证施工质量,另外其面接触方式,可能的协同受力性造成影响。双套管节点构造比较简单,但相对于 PBL 节点较低,刚度也较弱,在钢腹杆轴力不大于 3000kN 时较为适用。PBL 节点,节点中采用了高强螺栓和焊接方式,可以适用于腹杆轴力较大的情况,kN。钢盖箱 双套管 倒 T 型钢板

新型节点,连接构造


5图 1.3 新型节点连接构造日本和韩国对各种形式的节点进行了对比分析与实验研究。日本木之川高架桥采用了钢盖箱节点,研究人员对其静力性能和疲劳特性进行了分析研究。袁田川桥和巴川桥

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