梁拱组合结构箱梁横向受力及横隔板优化布置研究

摘要

连续梁拱组合桥梁是目前得到快速发展一种桥梁。作为一种新型组合结构，能充分发挥拱的优越性，避免桥梁墩台承担水平力，具有较大的竖向刚度和良好的动力性能等优点，特别适合高标准铁路建设的要求。本文以温福铁路昆阳特大桥为工程背景，通过空间三维分析软件Ansys和Midas建立有限元模型，对下承式连续梁拱组合结构的横向受力和不同厚度横隔板的设置对结构的影响进行详细的分析。本文主要的研究内容包括以下方面:
　　(1)对现有箱梁横向内力的计算方法和箱形梁结构的常用受力理论进行了阐述。
　　(2)建立昆阳桥Ansys全桥三维实体模型，研究箱梁顶板上缘和下缘横向应力沿纵向的变化规律。分别选取边跨区段、中跨无吊杆区段、中跨有吊杆区段位置截面，采用刚性支承法和刚性支承法加位移差法计算顶板上下缘的横向应力，将该结果与Ansys实体模型结果进行对比，验证刚性支承法与刚性支承法加位移差法的适用性。
　　(3)建立不同厚度横隔板的昆阳桥全桥实体模型，探讨在自重、偏载和均布荷载作用下，横隔板厚度的变化对结构的支承反力、纵向弯曲受力、横向弯曲受力和抗扭性能的影响。得出相关结论，为横隔板的设计提供意见和参考。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 拱梁组合桥梁的发展概况

1．2 梁拱组合桥梁形式的多样性

1．3 梁拱组合桥梁的构造和施工特点

1．3．1 构造特点

1．3．2 施工特点

1．4 梁拱组合桥梁在高速铁路中的应用

1．4．1 广珠铁路白泥河特大桥

1．4．2 温福铁路昆阳特大桥

1．5 箱梁的横向受力研究现状

1．6 本文的主要工作

2 箱形梁横向内力计算及箱梁常用受力理论

2．1 理论解析解

2．1．1 按薄壁结构分析箱梁

2．1．2 按折板结构分析箱梁

2．2 数值解法

2．2．1 有限条法

2．2．2 有限元法

2．3 规范规定方法和框架分析方法

2．4 箱形梁结构受力理论

2．4．1 箱梁的纵向弯曲

2．4．2 箱梁的刚性扭转

2．4．3 箱形梁的横向弯曲

2．5 本章小结

3 昆阳桥箱梁横向受力研究

3．1 Ansys模型的建立

3．1．1 模型材料

3．1．2 单元的介绍

3．1．3 全桥实体模型建立

3．2 昆阳桥横向应力沿纵向变化曲线

3．2．1 边跨区段横向正应力沿纵向分布

3．2．2 中跨区段横向正应力沿纵向分布

3．3 简化的框架计算方法模型

3．3．1 刚性支承框架分析方法

3．3．2 刚性支承框架加位移差的分析方法

3．4 横向应力的简化计算与实体单元结果对比

3．3．1 中跨有吊杆区段横向应力计算结果对比

3．3．2 中跨无吊杆区段横向应力计算结果对比

3．3．3 边跨区段横向应力计算结果对比

3．5 本章小结

4 横隔板对结构受力影响分析

4．1 墩顶横隔板对结构受力的影响

4．1．1 分析模型的建立

4．1．2 对支座反力的影响

4．1．3 对纵向弯曲受力的影响

4．1．4 对横向弯曲受力的影响

4．1．5 对结构抗扭刚度的影响

4．2 跨中横隔板对结构的受力影响

4．2．1 分析模型的建立

4．2．2 对纵向弯曲受力的影响

4．2．3 对横向弯曲受力的影响

4．2．4 对结构抗扭刚度的影响

4．3 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参加的科研项目