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单箱三室变截面连续梁桥空间受力分析

作　者: 李志浩
导　师: 何沛祥
学　校: 合肥工业大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 剪力滞 MIDAS FEA 能量变分法
分类号: U448.213
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本文首先介绍了箱型截面的截面特征和受力特点，阐述了剪力滞效应的概念，提出通过计算剪力滞系数来分析箱型截面的剪力滞效应问题。在介绍了几种主流的分析剪力滞效应的方法后了，选择了基于最小势能原理的能量变分法来求解单箱三室变截面连续梁桥在考虑剪力滞效应下的纵向正应力。在前人运用能量变分法解答单箱单室常截面箱梁的剪力滞基础上，本文通过增加纵向位移函数，推导出单箱三室截面的微分控制方程，在代入特定的边界条件后，推导出了应力公式。并介绍了几种求解连续梁的常用方法，重点阐述了叠加法，并给出示范例题。本文依托泉河大桥的监控工程，运用MIDAS Civil建立梁单元空间杆系模型，并对全桥的施工过程中划分施工阶段，进行数值模拟分析，得到全桥每个施工阶段和成桥状态的总体和细部的静力特性和位移特性，然后运用MIDAS FEA非线性有限元分析软件对全桥进行实体建模，导出最大双悬臂状态下和连续梁桥状态下考虑剪力滞效应的典型截面的应力值，在收集归纳所有应力数据后，比较得出了悬臂梁和连续梁剪力滞系数的纵向分布图，并由图形反映出剪力滞效应跟梁高比、宽跨比、荷载形式和约束条件等因素直接的关系。此外，本文对纵向正应力的横向影响因素进行的FEA建模分析，在确定纵横坡、横向预应力、横隔板等影响因素后，分别建模并与基础模型做比较，总结出一些规律性的结论。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
致谢  7-13
第一章 绪论  13-19
  1.1 箱形截面的特点  13-14
    1.1.1 箱形截面的结构特点  13
    1.1.2 箱形梁的受力特点  13-14
  1.2 剪力滞的概念  14-16
  1.3 剪力滞的分析方法  16-19
    1.3.1 经典解析法  16-17
    1.3.2 比拟杆法  17
    1.3.3 能量变分法  17
    1.3.4 数值法  17-18
    1.3.5 模型实验  18-19
第二章 课题背景和主要内容  19-26
  2.1 课题背景  19-24
    2.1.1 工程概况  19
    2.1.2 桥梁结构分析  19-20
    2.1.3 主要计算参数和假定  20-21
    2.1.4 施工阶段模拟  21-24
  2.2 本文主要研究内容与结论  24-26
    2.2.1 主要研究内容  24
    2.2.2 主要研究任务和预期目的  24-26
第三章 变截面箱梁剪力滞的变分解  26-40
  3.1 箱梁剪力滞的变分解  26-29
    3.1.1 变分法的几个假设  26-27
    3.1.2 变分方程的推导  27-29
    3.1.3 翼缘板的应力  29
  3.2 能量变分法解单箱三室薄壁箱梁剪力滞  29-33
    3.2.1 基本假定  30-31
    3.2.2 能量变分法推导  31-33
  3.3 箱型截面连续梁的剪力滞问题  33-38
    3.3.1 叠加法  33-35
    3.3.2 中支点固定法  35-37
    3.3.3 等代简支梁法  37-38
  3.4 负剪力滞效应的影响因素  38
  3.5 本章小结  38-40
第四章 全桥空间应力性能分析  40-48
  4.1 模型简介  40-42
    4.1.1 规范标准  40-41
    4.1.2 材料参数  41
    4.1.3 Midas Civil 有限元分析步骤  41-42
  4.2 整体纵向静力分析  42-47
    4.2.1 主梁承载能力极限状态验算  42-43
    4.2.2 主梁持久状况正常使用极限状态验算  43-46
    4.2.3 挠度计算结果  46-47
  4.3 本章小结  47-48
第五章 实验研究和有限元分析  48-64
  5.1 实验简介  48
  5.2 应力数据采集  48-52
    5.2.1 测试仪器  49-50
    5.2.2 应力数据采集和整理  50-52
  5.3 有限元模型分析  52-58
    5.3.1 MIDAS FEA 简介  52-53
    5.3.2 有限元模型分析  53-58
  5.4 纵向正应力横向分布影响因素分析  58-62
    5.4.1 顶板纵向正应力横向分布的因素分析  59-61
    5.4.2 横向预应力的设置对纵向正应力空间分布影响  61-62
  5.5 本章小结  62-64
第六章 结论和展望  64-66
  6.1 总结  64-65
    6.1.1 对于能量变分法的总结  64
    6.1.2 对于影响剪力滞效应的参数的总结  64
    6.1.3 关于 MIDAS FEA 软件分析的总结  64-65
  6.2 关于剪力滞效应研究的展望  65-66
参考文献  66-69
攻读硕士学位期间发表的论文  69-70

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按结构分 > 梁式桥 > 箱梁桥
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