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组合钢管混凝土桁腹式PC组合结构梁桥受力特性

收藏本文 2024-02-07 点赞:6912 浏览:21655 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:上个世纪80年代中期,为解决传统预应力混凝土箱梁桥自重大等不足,法国学者首次提出了钢桁腹式混凝土组合结构桥梁,该种桥梁结构的混凝土上顶板、下底板部分参与桁架的受剪,以而改善了桁架受力的情况,较大程度的减小了整体桥梁的截面尺寸,节省了钢材的用量,有效减轻了桥梁上部结构的自重。随着桥梁事业的进展,对桥梁的跨径的要求越来越大,这样,对作为钢管的桁腹杆的抗压能力有了更高的要求,根据这一要求,本论文提出用钢管混凝土来代替钢管的钢管混凝土桁腹式PC组合结构桥梁。本论文的第一部分对组合结构桥梁的进展历史以及探讨近况做出了详尽的梳理,特别是对钢桁腹杆组合结构桥梁的进展和探讨近况作出深入的探讨。本论文的第二部分,对钢管混凝土桁腹式PC组合结构梁桥的浅析策略进行深入的探讨,通过对传统策略以及新出现的浅析策略的比较和探究,提出适用于桁腹式组合结构梁桥的浅析策略:空间板梁法。在空间板梁浅析策略的基础上探究适用于此种策略的有限元模型,经过深入的浅析和探讨,得出用于浅析该种桥梁结构的有限元模型:空间板梁有限元浅析模型。第三部分,对钢管混凝土桁腹式PC组合结构梁桥的主要构件在模型中所选取的单元以及参数进行探讨。在模型中钢管混凝土的相关参数采取统一论述来选取,并采取BEAM188单元进行模拟;对于上下混凝土板的预应力采取整体建模策略模拟,并选取SHELL63板壳单元来模拟;对于纵向加劲肋梁通过实例探讨,得出采取BEAM188较科学合理。第四部分,在建立的空间板梁有限元模型的基础上,分别对该桥梁进行恒载作用,汽车车道荷载双线布置以及汽车车道荷载单线布置作用下的位移、应力以及内力进行详尽的浅析,并根据浅析情况给予定性的解释,为该种结构桥梁的设计提供科学的数据参考。第五部分,对影响钢管混凝土桁腹式PC组合结构桥梁的敏感设计参数进行探讨,并得出了合理的参数选取原则以及选取的范围,为该种桥梁的设计提供有效的经验参考。关键词:钢管混凝土论文桁腹杆论文组合结构梁桥论文受力特性论文参数浅析论文

    中文摘要4-5

    ABSTRACT5-8

    第一章 绪论8-22

    1.1 立项背景8

    1.2 组合结构梁的特点及其进展历程8-10

    1.3 组合结构桥梁的结构形式及运用概况10-17

    1.3.1 组合钢板梁桥11-12

    1.3.2 组合箱形梁桥12-14

    1.3.3 板-桁组合结构桥梁14-17

    1.4 桁腹式组合结构梁桥的国内外探讨概况17-19

    1.4.1 国外探讨概况17-18

    1.4.2 国内探讨概况18-19

    1.5 本论文探讨作用及探讨内容19-22

    1.5.1 本论文的探讨作用19-20

    1.5.2 本论文探讨的主要内容20-22

    第二章 桁腹式组合结构梁桥空间浅析策略及有限元模型探讨22-32

    2.1 引言22

    2.2 整体浅析的空间板梁法22-24

    2.2.1 空间板梁单元浅析策略22-23

    2.2.2 空间板梁单元的有限元模型23-24

    2.3 整体浅析的平面桁架简化法24-25

    2.3.1 整体浅析的平面桁架简化浅析策略24

    2.3.2 整体浅析的平面桁架有限元模型24-25

    2.4 空间板壳单元法25

    2.4.1 空间板壳单元浅析策略25

    2.4.2 空间板壳单元有限元计算模型25

    2.5 空间梁格法25-27

    2.5.1 空间梁格浅析策略25-26

    2.5.2 空间梁格单元有限元模型26-27

    2.6 考虑板与桁相对滑移的浅析策略及其模型27-31

    2.6.1 板与桁架相对滑移的力学浅析27-30

    2.6.2 考虑滑移效应的有限元模型30-31

    2.7 本章小结31-32

    第三章 有限元模型的建立32-48

    3.1 引言32

    3.2 钢管混凝土结构的力学性能32-41

    3.2.1 轴心受压构件力学性能浅析32-35

    3.2.2 轴心受压构件承载力计算[36]35-37

    3.2.3 钢管混凝土偏心受压构件基本工作性能浅析37-38

    3.2.4 偏心受压构件承载力计算[37]38-41

    3.2.5 钢管混凝土桁腹杆刚度的取值探讨41

    3.3 全桥有限元模型建立41-47

    3.3.1 混凝土板的模拟42-44

    3.3.2 腹杆的模拟44

    3.3.3 纵向加劲梁的模拟44-46

    3.3.4 本论文采取的有限元模型46-47

    3.4 本章小结47-48

    第四章 钢管混凝土桁腹式 PC 组合结构梁桥的受力特性探讨48-68

    4.1 引言48

    4.2 浅析计算历程中的相关说明48-50

    4.2.1 有关坐标与力方向的说明48-49

    4.2.2 荷载以及计算工况的说明49-50

    4.3 全桥在恒载作用下的受力特性探讨50-55

    4.3.1 恒载作用下的纵桥向竖向位移浅析50-51

    4.3.2 恒载作用下的应力和内力浅析51-55

    4.4 全桥在双线车道荷载作用下受力特性探讨55-60

    4.4.1 竖向位移浅析55-57

    4.4.2 双线车道荷载作用下应力和内力浅析57-60

    4.5 全桥在偏载作用下的受力特性探讨60-66

    4.5.1 偏载作用下的位移浅析60-62

    4.5.2 偏载作用下的应力和内力浅析62-66

    4.6 本章小结66-68

    第五章 主要设计参数的浅析68-78

    5.1 引言68

    5.2 节间高宽比68-73

    5.2.1 节间高宽比对竖向位移的影响68-69

    5.2.2 节间高宽比对腹杆轴力的影响69-70

    5.2.3 节间高宽比对混凝土板应力的影响70-73

    5.3 腹杆刚度73-77

    5.3.1 腹杆刚度对竖向位移的影响73-74

    5.3.2 腹杆刚度对混凝土板应力的影响74-77

    5.4 本章小结77-78

    第六章 结论与展望78-81

    6.1 结论78-79

    6.2 展望79-81

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