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《郑州大学》 2010年 硕士论文
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大跨径波形钢腹板桥屈曲分析及设计研究

孙大博  
【摘要】: 随着大跨度桥梁的兴起以及发展,波形钢腹板连续梁桥作为一类适合于大跨结构应用的新兴桥型,其传力路线清晰、受力分配合理,抗震效果良好,材料性能利用率高,同时,自重轻、经济效果好,外观新颖,适合我国桥梁结构发展的趋势。伴随这类桥梁的最典型特点就是波形钢腹板的应用,这就要求在设计计算的过程中不仅存在强度问题,还要进行失稳控制。 波形钢腹板桥梁的受力分配,基本上是由混凝土底板和顶板来承载轴向力和弯矩的作用,波形钢板只是分担剪力。在剪切作用下,对于波形钢板的设计既要考虑其屈服条件,亦要顾及剪切屈曲的影响,剪切屈曲的模式包括局部屈曲、整体屈曲和组合屈曲。 本论文主要工作如下: 1)依托深圳南坪二期快速线南山大桥(主桥跨径布置:80m+130m+80m,大跨径连续梁结构)的剪切理论计算知识,提出了屈曲安全率曲线的概念。通过绘制屈曲安全率曲线图,可直观的将屈曲安全率储备情况加以表达。 2)进行了波形钢板与混凝土顶、底板的组合以及各波节段波形钢板之间的连接分析,据此确定了合适的边界条件,建立有限元计算模型,通过对波形钢板的各个几何尺寸(波高、弯折角、平直段长度、板高等)的变化控制,通过绘制表格、曲线的方式分析了各个几何参数对应的屈曲模式的变化趋势; 3)通过对梁高、梁跨变化对屈曲模式影响的有限元分析,得出了桥梁跨度与屈曲模式的关系:随着连续梁桥梁跨度的增加,波形钢板的屈曲模式将由局部屈曲向整体屈曲发展。 4)提出了关于屈曲分析偏于安全的屈曲控制几何参数算法,绘制了参数控制曲线,以为设计计算提供参考和查询之便。


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