收藏本站
《华南理工大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大跨度桥梁钢箱梁加劲板的动力行为研究

马牛静  
【摘要】:钢箱梁具有高度低、自重轻、极限承载力大、易于加工制造且结构连续等特点,从长远看比较经济,因此在大跨度桥梁中得到普遍应用。本文在总结前人研究成果和各国设计规范的基础上,针对钢箱梁加劲板的结构特点,通过理论推导与数值分析相结合的方法,较为系统地研究了钢箱梁加劲板的动力特性,主要完成以下工作: (1)运用能量法分析钢箱梁加劲板的线性振动,分析中包括三点假设:第一,将钢箱梁加劲板视为双向加劲板处理,纵向加劲肋与横隔板均按质量与刚度进行等效;加劲肋视为梁单元,同时考虑梁的扭转对横向振动的影响;母板按经典薄板理论计算,不计扭转的影响。第二,考虑加劲肋的偏心,同时考虑母板的膜应变能。第三,板的振型函数用两个独立的梁的振型函数的乘积表示。 (2)运用组合板梁单元法分析钢箱梁加劲板的线性振动,针对梯形肋加劲板的结构特点,构建了组合板梁单元这一特殊的单元,其中顶板作为结构的基本部分,按平板壳单元分析,而梯形加劲肋作为结构的附属部分,各个板件作为板梁子单元进行分析。通过能量变分原理分别推导出组合板梁单元的刚度矩阵、一致质量矩阵与一致荷载列阵,通过编制出相应的有限元计算程序,求解梯形肋加劲板的局部振动。 (3)针对四边简支加劲板,提出了动态屈曲临界荷载的求解方法,运用Hamilton原理建立加劲板动态屈曲特征方程。分析中考虑初始几何缺陷的影响,并讨论了初始几何缺陷、加劲肋的数量及其刚度的变化对动态屈曲临界荷载的影响。 (4)基于能量原理确定母板与肋的应变能与动能,然后运用Lagrange方程推导出加劲板的非线性振动微分方程。运用单模态方法研究了四边简支、四边固定与移动边界三种情况下加劲板的非线性振动。对于自由振动,通过对非线性微分方程进行积分,并利用初始条件直接求得单模态自由振动的解析解。通过数值算例分析了四边简支与四边固定的加劲板自由振动前几阶模态的非线性特征,并通过给定不同的加劲肋布置情况分别分析了振幅与非线性自振频率的关系。对于四边简支与四边固定加劲板的受迫振动,运用多尺度法求得单模态系统非共振与主共振的一次近似解。并通过数值算例讨论了两个方向设置不同数量加劲肋的情况下加劲板的非共振稳态响应与主共振的幅频响应。对于具有动边界加劲板的非线性振动,将动边界条件的效应转化为等效激励,板的阻尼视为粘弹性类型。通过参数算例分析,讨论了两个方向设置不同数量加劲肋的情况下加劲板的非共振稳态响应与主参数共振-主共振的幅频响应。 (5)研究了四边简支与四边固定加劲板在主共振激励作用下的双模态非线性动力响应。将板的阻尼视为粘弹性类型,加劲板的运动方程通过Lagrange方程建立,通过设定振型函数将运动方程简化为双自由度。考虑3:1内共振情况,利用多尺度法分析加劲板的双模态运动,同时结合数值算例讨论了两个方向设置不同数量加劲肋的情况下加劲板的主共振稳态响应与幅频关系。 (6)研究了四边简支与四边固定加劲板在面内周期激励作用下的动力稳定性,运用Hamilton原理建立加劲板的参数振动控制方程,选取第(1,1)阶模态进行分析,将控制方程转换成Mathieu-Hill方程,并利用傅立叶级数进行求解。最后,给定参数讨论了加劲肋的数量与刚度变化对加劲板动力不稳定区域的影响。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U446.1

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金康宁;弹性地基加劲板动力分析[J];武汉城市建设学院学报;1999年04期
2 R.Narayan ,N.G.V.Der-Avanessian ,李文卿;腹板开孔加劲后的板梁强度确定法[J];世界桥梁;1987年04期
3 黄共青,刘雪惠;推广的铆钉力法解对接桁条加劲板的应力强度因子[J];航空学报;1990年04期
4 张勇;;天津开启桥钢箱梁轴套焊接技术研究[J];铁道建筑技术;2010年S1期
5 宋松林;冯云成;吴永昌;;珠江黄埔大桥北汊主桥钢锚箱设计[J];公路;2009年10期
6 赵秋;吴冲;;钢材强度对千米级斜拉桥主梁用钢量的影响[J];工程力学;2009年S1期
7 H.Adeli,Y.J.Pack,卢有杰;LISP 在计算机辅助结构设计中的应用[J];力学进展;1988年01期
8 彭向中,诸德超;正交加劲整体壁板稳定性分析[J];北京航空航天大学学报;1991年04期
9 杨元录;汕头礐石大桥钢箱梁和桥面板段翻身技术[J];桥梁建设;2000年03期
10 朱和;内环路A2.6标段NE5~NE9段钢箱梁的安装[J];广东水利水电;2002年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 方京;;武汉白沙洲长江大桥钢箱梁设计[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年
2 欧庆保;顾碧峰;崔赐根;李宗平;;润扬大桥北汊斜拉桥钢箱梁安装施工技术[A];中国公路学会桥梁和结构工程学会2003年全国桥梁学术会议论文集[C];2003年
3 吴一鸣;顾兴宇;倪富健;;钢箱梁桥面板力学分析合理模型的确定[A];中国公路学会2004年学术年会论文集[C];2004年
4 卫星;李俊;强士中;;扁平钢箱梁横隔板施工阶段弹性踬曲分析[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2007年
5 朱文白;周建林;王敬民;;江阴长江公路大桥钢箱梁防腐与涂装[A];中国公路学会桥梁和结构工程学会一九九九年桥梁学术讨论会论文集[C];1999年
6 夏克俭;;制造高质量的钢桥箱梁 宜昌长江公路大桥钢箱梁制造技术[A];二○○○年湖北省桥梁学术讨论会论文集(上册)[C];2000年
7 严定国;黄纳新;陈勇;;无砟轨道1-80 m下承式钢管混凝土拱桥设计[A];客运专线工程技术学术研讨会论文集(上)[C];2008年
8 史志强;孙国安;史永吉;;汕头■石大桥(钢斜拉桥)钢箱梁制造[A];第九次全国焊接会议论文集(第2册)[C];1999年
9 安瑞国;李皓玉;段龙;;缓和曲线钢箱梁的放样计算[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1999年
10 唐辉;;西姜村高架桥钢箱梁桥面铺装施工技术[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 王媛;12个千斤顶顶起6480吨钢箱梁[N];哈尔滨日报;2010年
2 邱笑尘 记者 赵蕴颖;50吨钢箱梁一次吊装成功[N];大连日报;2010年
3 通讯员 王延坤 记者 陈明;一冶吊装国内立交桥跨度最大截面最高钢箱梁[N];中国冶金报;2010年
4 通讯员 杜建平 甘昊杰;中铁重工参建的武汉徐东大街钢箱梁高架桥合龙[N];人民铁道;2010年
5 特约记者 阎丽宏 通讯员 张有臣;将“险棋”下活[N];中国交通报;2008年
6 许乃见 张建武 李晓明;此桥何以称“第一”?[N];科技日报;2009年
7 黄继娟 成海忠 程元 杨发林;攻坚克难 永争先锋[N];中国铁道建筑报;2011年
8 成海忠 黄继娟 程元 杨发林;用质量说话 凭效率取胜[N];中国交通报;2011年
9 记者 潘荣进 通讯员 刘建业;泰州大桥人字形中塔合拢[N];泰州日报;2009年
10 张际达;“低级失误”不应再发生[N];中国建设报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马牛静;大跨度桥梁钢箱梁加劲板的动力行为研究[D];华南理工大学;2012年
2 宋旭明;大跨度自锚式悬索桥受力特性与极限承载力研究[D];中南大学;2009年
3 何为;大跨径悬索桥施工监控中若干问题的研究[D];浙江大学;2006年
4 曹国峰;大跨度重型钢管相贯节点与典型加劲节点的试验与理论研究[D];同济大学;2006年
5 狄谨;钢箱梁梯形肋加劲板受力性能与设计方法研究[D];长安大学;2009年
6 李立峰;正交异性钢箱梁局部稳定分析理论及模型试验研究[D];湖南大学;2005年
7 张阳;带波形钢腹板悬臂挑梁的组合脊骨梁力学性能分析与试验研究[D];湖南大学;2006年
8 李洪涛;大跨径悬索桥新型钢桥面铺装结构研究[D];东南大学;2006年
9 郭彤;大跨悬索桥状态评估实用方法研究与应用[D];东南大学;2005年
10 张鸿;大跨度斜拉桥几何非线性及施工控制研究[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 逯文茹;斜拉桥钢箱梁典型纵向肋加劲板设计方法研究[D];长安大学;2010年
2 张欣;正交异性钢箱梁局部稳定性研究[D];湖南大学;2005年
3 叶晓志;钢结构桥梁加工安装技术的研究与应用[D];山东大学;2012年
4 娄健;钢箱梁桥面板横向挠度分析[D];合肥工业大学;2003年
5 宋恒扬;三汊矶湘江大桥钢箱梁加劲板件局部稳定分析研究[D];中南大学;2007年
6 周方;钢箱梁的优化设计研究[D];内蒙古工业大学;2007年
7 秦凤江;正交异性钢箱梁受压加劲板稳定性能研究[D];长安大学;2010年
8 张小华;正交异性钢箱梁加劲板局部稳定理论研究[D];湖南大学;2010年
9 邓玉;钢箱梁开启桥施工控制[D];天津大学;2010年
10 白炼;西堠门大桥模态分析及钢箱梁疲劳分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026