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《西安科技大学》 2009年
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局部构造对曲线钢箱梁桥受力性能的影响研究

折娟  
【摘要】: 近年来,曲线梁桥在交通工程中的使用越来越普遍。曲线薄壁钢箱梁作为一种新型结构体系,由于曲率的存在,导致了其力学特性的复杂性,目前尚缺乏对其复杂结构特性的全面、精确的分析。本文从结构的整体受力性能出发,考虑结构的空间作用效应,深入研究了曲线钢箱梁在均布荷载作用下的受力性能,以更好地协调结构承载力、刚度和变形三者的关系,对于指导设计工作具有十分重要的现实意义。 本文考虑材料非线性和几何非线性,用有限元法(选用shell143单元)对空间曲线钢箱梁桥的受力性能进行了深入研究,通过对6个系列20个试件的计算与分析,模拟了不同局部构造的曲线钢箱梁,较为精确的反映出桥梁在各种因素作用下的力学性态。主要研究了曲率半径、宽跨比、高宽比、腹板厚度、加劲肋数量、横隔板间距等结构参数对曲线钢箱梁承载力和变形特性的影响。研究结果表明:在均布荷载作用下,水平曲线钢箱梁的破坏是由于梁端塑性区域的发展过大,致使构件的抗扭刚度降低而造成;在设计时应对梁端支承域给予加强,通过在梁端处设置加劲肋或加大梁端截面来增加强度,防止支承域应力集中;影响曲线钢箱梁受力性能的主要参数为曲率半径、宽跨比、高宽比、加劲肋间距,腹板厚度、横隔板间距的改变对其承载能力及变形有一定影响,但影响较小;在满足腹板强度和稳定要求的同时,为避免施工工艺对钢箱梁腹板承载能力的削弱可采用加厚腹板,少加加劲肋的方法来改善;减小加劲肋间距可以有效的提高曲线箱梁的承载力,同时U肋两侧边对横隔板有加劲作用,提高了其承压能力。 本文所建立的有限元模型考虑问题较为全面,精度较高,能够真实的模拟空间曲线钢箱梁在均布荷载作用下的受力行为。本文深入地分析了不同局部构造对空间曲线钢箱梁桥受力性能的影响,对于指导工程设计具有一定的参考价值,为进一步研究曲线钢箱梁的线性与非线性的力学性能及稳定问题打下了良好的基础。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U441

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