桥梁空间内力包络图的精确计算方法研究

摘要

袁驷教授在《移动荷载作用下杆系结构内力包络图的精确计算理论》一文中为杆系结构内力包络图的精确求解开辟了新的思路,但是在其学生林斯达的硕士学位论文中所提杆系结构精确内力包络值求解方法只限于平面杆系结构。对于大部分大跨度的桥梁的整体分析,往往将桥面结构简化为“鱼骨梁模型”,此时桥面移动荷载所产生的影响不仅跟沿桥面梁的截面纵向位置有关,也与荷载所处梁截面的横向位置有关,这就需要对袁驷教授的理论进行拓展,使其能解决三维空间杆系结构内力包络值的精确计算。
　　本文在袁驷教授所建理论的基础上,推导了空间杆系结构在竖向荷载作用下单元截面内力关于荷载位置(xy、截面位置ax的三元函数关系式,pp,)这一关系式为称为结构内力影响面函数。通过将结构内力影响面函数对荷载作用位置函数求导取极值点,并与荷载作用于端点的内力值作比较,得到单元轴力、剪力、扭矩和弯矩各截面的内力包络值。根据理论推导结果,自编matlab程序,实现了只需给出结构的基本信息和荷载信息,便可自动求解结构各单元精确的内力包络值,以及得到内力取得包络值时,荷载的作用位置。
　　利用自编的matlab程序以某实际连续刚构桥为例,对内力影响面、内力包络图等进行了分析,总结了连续刚构桥的受力特点。文中方法可以推广至大跨度拱桥、悬索桥及斜拉桥等桥型移动荷载作用下全桥的受力分析,亦可以应用于其他空间杆系结构内力包络值的分析求解。

目录

桥梁空间内力包络图的精确 计算方法研究

AN EXACT METHOD RESEARCH FOR COMPUTING INTERNAL FORCE EVELOPS OF BRIDGE SPACE

摘　要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 本课题的主要研究内容

第2章 空间内力影响面及包络值求解理论

2.1 平面杆系结构内力包络图的求解思想概述

2.2 内力图法计算空间杆系结构内力影响面

2.3 空间杆系结构内力包络值的计算

第3章 内力包络值的程序设计及验证

3.1 程序设计概述

3.2 内力包络值的性质及程序设计

3.3 内力包络值程序正确性的验证

第4章 连续梁式刚构桥包络值计算及分析

4.1 猴子河特大桥简介和建模

4.2 精确内力包络值求解

4.3 以包络图为依据分析桥梁受力特点及建议

结论与展望

参考文献

附录

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理

致 谢

个人简历