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超斜铰接板桥受力特性及荷载横向分布的试验研究

作　者: 金叔阳
导　师: 张文献
学　校: 东北大学
专　业: 结构工程
关键词: 超斜铰接板数值模型有机玻璃模型荷载横向分布
分类号: U441
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 33次
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内容摘要

中、小桥涵,中、短隧道,以及一般构造物的位置应服从路线走向[41]。近年来,新建中小跨径的斜交桥梁很多,而超斜铰接板桥(斜交角大于45°)也相应增加,其横向分布规律的简化计算及受力特点,亟待做深入研究,以便使设计更趋合理。本文研究超斜铰接板桥的荷载横向分布规律,以期找出有别于正交板的受力特点。文中从以往铰接斜板桥的已研究成果入手,提出了利用经验公式求超斜铰接板荷载横向分布影响线的方法。首先利用MIDAS/Civil有限元软件对8板、45°斜交角的某桥进行了分析。用剪力柔性梁格法,多次调整虚拟横梁截面形式、材料参数以及拟定铰接、支撑等边界条件,建立了可靠的有限元数值模型。为验证数值模型的合理性,制作了有机玻璃试验模型。为使试验模型尽量贴近原型,采用不完全铰的形式代替铰接缝,利用橡胶块粘结一端、另一端不粘结做为固定、滑动支座；采用量纲分析法计算,得出了相似判据。加载试验数据与数值模拟结果耦合很好,表明数值模型可靠。这种数值建模方法,可对多角度斜交桥做进一步数值分析。为了验证不同的宽跨比、抗扭刚度、抗弯刚度等是否影响耦合效果,又建立了正交铰接板桥的数值模型。通过改变宽跨比、板的抗扭刚度、抗弯刚度,施加半波正弦荷载进行横向分布规律的分析,并与成熟理论计算结果比对,相对误差很小,再次验证了数值建模可靠。文中采用剪力-柔性梁格法,对不同板块、不同斜交角的共56个铰接板桥进行了数值模拟,揭示了超斜铰接板桥中内力随斜交角变化的规律。给出的荷载横向分布影响线随斜交角变化的经验公式,经过理论解求算,证明经验公式计算的数值可靠。超斜铰接板桥的最大弯矩随斜交角增大而减小,可利用正桥的最大弯矩,通过经验公式求算。文中还给出了超斜铰接板桥主梁弯矩异于正桥的特点,可为此类桥的设计提供参考。

超斜铰接板桥受力特性及荷载横向分布的试验研究

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