桥面系形式对下承式拱桥受力性能的影响

摘要

下承式拱桥在我国发展应用多年，设计理论、施工工艺都相当成熟，但随着交通量、汽车载重的不断增加，桥梁运营能力受到了前所未有的考验。近年来拱桥吊杆断裂事故频发，下承式拱桥的安全问题引起整个桥梁界的关注。本文从桥面系结构形式的角度，探究不同桥面系形式对下承式拱桥受力性能的影响。
　　本文利用有限元软件ANSYS建立下承式拱桥模型，通过添加纵梁的方式改变桥面系结构形式，做了如下工作:
　　首先对全桥结构在恒载、满布荷载作用时，吊杆受力的规律进行了初步评价。然后比较了不同桥面系吊杆轴力影响线数值大小。再沿顺桥向不同位置作用车辆荷载，考察吊杆轴力值。然后通过改变纵梁截面尺寸，讨论纵梁刚度对吊杆受力的影响。最后分析了荷载作用位置吊杆失效后，附近吊杆的受力情况。
　　然后选择桥头、四分之一跨径和跨中截面，分别在这三个截面上沿横向不同车道位置布置车辆荷载，考察不同桥面系中吊杆轴力值和纵梁弯矩、剪力大小，并分析了横梁截面处一对吊杆轴力分配的规律。然后讨论了荷载在两片拱肋上的横向分布情况，并与传统的杠杆原理法计算横向分布系数进行比较。
　　最后建立了几何尺寸与下承式拱桥相同的悬索桥模型，分析了悬索桥吊杆轴力影响线大小，与拱桥进行了对比，考察不同端部约束条件下吊杆受力情况。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 拱桥的发展简史

1．3 下承式拱桥介绍

1．4 问题的提出

1．4．1 下承式拱桥吊杆破坏研究现状

1．4．2 下承式拱桥桥面系研究现状

1．5 本文主要研究内容

第二章 不同桥面系形式受力初步分析

2．1 下承拱桥的桥面系结构形式

2．2 有限单元方法简介

2．3 工程实例及模型建立

2．3．1 工程实例

2．3．2 模型建立

2．4 恒载作用分析

2．5 满布荷载作用分析

2．6 本章小结

第三章 车辆荷载作用分析

3．1 桥面系的受力性能

3．2 吊杆纵向影响线分析

3．2．1 ANSYS求解吊杆影响线的基本步骤

3．2．2 吊杆纵向影响线分析

3．3 桥面板与横梁连接方式对比

3．4 车辆荷载作用分析

3．4．1 吊杆内力数值分析

3．4．2 吊杆失效后附近吊杆受力分析

3．4．3 纵梁截面大小对比

3．5 本章小结

第四章 荷载横向作用分析

4．1 桥梁空间计算理论

4．1．1 荷载横向分布

4．1．2 荷载横向分布计算方法

4．2 车辆荷载横向作用分析

4．2．1 吊杆内力数值分析

4．2．2 吊杆内力分配计算

4．2．3 纵梁内力数值分析

4．3 荷载横向分布分析

4．3．1 吊杆横向影响线

4．3．2 荷载横向分布分析

4．4 本章小结

第五章 悬索桥吊杆受力对比

5．1 悬索桥发展现状

5．1．1 悬索桥的主要构造

5．1．2 悬索桥的结构形式和受力特点

5．2 建立悬索桥模型

5．3 悬索桥吊杆受力性能比较

5．3．1 悬索桥吊杆轴力影响线比较

5．3．2 集中荷载作用时吊杆内力比较

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 本文取得的主要结论

6．2 展望

参考文献

致谢

在校期间发表的论著及取得的科研成果