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薄壁箱梁畸变效应研究

陆洪民  
【摘要】:近些年来,随着社会的进步和科学技术的不断发展与提升,大跨度桥梁的建设逐渐增多。箱形截面具有良好的结构性能,薄壁箱形桥梁抗扭刚度比较大,在一定的截面面积下能获得较大的抗弯惯性矩,在偏心荷载作用下各结构的受力比较均匀,承重结构与传力结构相结合,使得各部件共同受力,经济且截面利用效率也高。基于以上原因,箱形截面在现代各种桥梁中得到了广泛应用。 所以,深入研究箱形桥梁在各种外荷载作用下的力学性能具有较高的实用价值。但由于薄壁箱梁存在弯扭、翘曲变形、畸变等因素,其结构分析比较复杂,因而箱梁结构分析方法也随之在不断丰富和发展,在大跨度箱梁中,对于畸变效应的分析研究,近年来深受关注。 薄壁箱梁畸变效应作为一个重要课题,在桥梁结构设计和分析中不容忽视。薄壁箱梁在竖向偏心荷载作用下,箱梁既产生弯曲也发生扭转,为了防止薄壁箱梁在偏心荷载作用下产生伴随刚性约束扭转的畸变现象,在设计过程中,往往是在薄壁箱梁内部设置若干道横隔板来减小箱梁的畸变效应。 本文在箱梁畸变理论的基础上,基于大型空间有限元软件ANSYS,对箱梁的畸变效应进行系统模拟研究,从等截面箱梁和变截面箱梁两部分计算分析箱梁畸变的各项参数,分析了图解受力下的畸变效应,对变截面箱梁桥加设横隔板,计算了箱梁在发生畸变时的畸变位移和畸变应力,得出了各项数据的对比图示,以此来探讨薄壁箱梁的横隔板设置的作用和合理性。


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