超宽箱梁多种支承条件下横梁结构受力研究

摘要

随着我国城市交通建设事业的发展，城市桥梁的修建数量日益增加，对桥型、构造都提出了新的要求，超宽箱梁应运而生。超宽箱梁因其横向扭转刚度较大、施工工艺简单等优点而倍受青睐。横梁是桥梁结构的重要构件，由于超宽箱梁截面宽度大，使得横梁受力更趋复杂。实际工程中，常需对其结构简化形式的可靠性与安全性进行研究验证，从而延长了设计工作周期，降低了工作效率。
　　本文以某实际工程项目为依托，对横梁简化模型进行研究分析。首先对目前国内外的宽箱梁桥横梁受力研究成果进行总结，并介绍有限元分析方法和单元计算的一般规定。其次，以南京市纬七路西延建设工程中的M20联三跨预应力混凝土连续超宽箱梁结构为背景，分别采用梁格法与实体有限元软件对其进行受力分析，得到桥梁整体结构及横梁构件的受力情况，并对横梁结构简化模型及其计算结果进行了验证。得出了以下主要结论:
　　(1)超宽箱梁结构空间效应显著。
　　(2)横梁的支承情况对其挠度影响显著:支座间距较大时，横梁挠度与简支梁挠度分布规律相似，支座间距较小时，横梁挠度与悬臂梁挠度分布规律相似。
　　(3)横梁的受力并不是由顶底板及腹板均匀分担，而是外腹板分担的荷载较小，内部腹板分担的荷载受支座间距影响较大。
　　(4)对预应力混凝土连续箱梁结构双支座及多支座的横梁内力由横梁及两侧顶底板共同承担，表明横梁简化模型取用6倍的顶、底板厚度作为有效宽度，具有切实的实用性。
　　(5)支承处的恒载及活载简化满足工程要求。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 概述

1．2 箱梁结构分析方法

1．2．1 解析法

1．2．2 半解析法

1．2．3 数值法

1．3 文献综述

1．3．1 横梁研究的主要内容

1．3．2 横梁结构研究现状

1．4 选题背景

1．4．1 工程概况

1．4．2 横梁结构设计验算的重点难点

1．4．3 研究实例

1．5 本文主要工作

第二章 桥梁结构有限元分析方法

2．1 有限元法概述

2．2 桥梁结构梁单元分析

2．3 桥梁结构实体单元分析

2．4 本章小结

第三章 连续宽箱梁平面杆系有限元分析

3．1 梁格法计算理论

3．1．1 梁格网格划分

3．1．2 箱梁变形状态与梁格构件刚度

3．2 模型处理

3．2．1 结构计算材料特性

3．2．2 结构计算荷载特性

3．3 施工阶段及荷载组合

3．3．1 施工阶段工况

3．3．2 荷载组合效应

3．4 结果分析

3．4．1 施工阶段分析结果

3．4．2 承载能力极限状态分析

3．5 本章小结

第四章 连续宽箱梁及横梁空间有限元模型分析

4．1 建模方法的选取

4．2 单元属性

4．3 荷载的施加

4．4 支座布置情况

4．5 结果分析

4．5．1 静力荷载结果分析

4．5．2 偏载车载结果分析

4．5．3 对称车载结果分析

4．6 本章小结

第五章 横梁简化计算等效宽度分析

5．1 简化计算模型选取

5．2 关键截面设定

5．3 结果分析

5．3．1 中横梁横向受力分析

5．3．2 有效宽度分析

6．4 设计过程横梁受力计算

5．4．1 横梁断面模型

5．4．2 恒载的横向布设

5．4．3 车辆荷载的横向分布

5．4．4 计算结果

5．4．5 多个支承的横梁设计计算

5．4．6 一般宽度箱梁横梁的设计计算

5．4．6 桥梁运营现状

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

作者简介