纵向加劲肋桥面板受力性能的模型试验研究

摘要

近几年来，预应力混凝土双边箱主梁的宽桥面板不断应用于大跨度的斜拉桥。在这种情况下，为了提高桥面板的承载能力，在桥面板纵向布置加劲肋成为一种新的构造措施。布置加劲肋后，桥面板的支承体系比较复杂，也改变了桥面板的内力分布。论文通过模型试验和空间有限元分析对具有双三角边箱主梁的纵向加劲桥面板的内力情况进行研究。 通过有机玻璃模型试验和空间有限元分析，研究了具有双三角边箱主梁的边箱间桥面板在布置纵向加劲肋前后的局部受力情况的变化。结果表明，纵向加劲肋对边箱间桥面板的纵向受力起到了明显的改善作用；纵向加劲肋对边箱间桥面板的横向内力却没有起到改善的作用，反而使沿桥面横向的内力发生了明显的改变，在加劲肋部位出现了明显的负弯矩区。空间有限元软件分析对双边箱主梁的桥面板在设置加劲肋前后的分析结果与试验的结果比较吻合，从而说明通过空间有限元软件分析这种桥面板的受力状况是切实可行的。 通过空间有限元建立的模型进行了加劲肋尺寸和布置位置变化的敏感性分析。研究表明，刚度比i(相同情况下加劲桥面板的换算线刚度与无加劲肋桥面板的线刚度之比)在3～25范围内时，加劲肋的尺寸比较合理；双肋加劲板的受力情况要好于三肋和单肋加劲板。 根据有限元分析和模型试验结果，研究了在桥面板居中局部荷载作用下的桥面板最大内力简化计算方法，以用于工程设计上的初步估算。计算加劲桥面板纵、横向的跨中正弯矩时，采用四边简支的双向板模式进行估算；计算横隔板与加劲肋支承处负弯矩时，则采用三跨(等跨)连续梁的计算图式。

目录

文摘

英文文摘

东南大学学位论文独创性声明及使用授权声明

第1章绪论

1.1概述

1.2加劲桥面板国内外的研究状况

1.3工程背景和论文的研究内容

1.3.1 工程背景

1.3.2论文的研究内容

1.4论文的研究方法

第2章纵向加劲桥面板模型试验

2.1模型试验的目的

2.2试验模型介绍

2.3试验工况与测点布置

2.4节段模型试验

第3章模型试验结果分析

3.1边箱之间桥面板在布置加劲肋前后受力的改变情况分析

3.1.1边箱间桥面板纵向(z向)内力沿z向的变化分析

3.1.2边箱间桥面板横向(x向)内力沿x向的变化分析

3.1.3布置加劲肋后，边箱间桥面板纵横向应变的比较

3.2加劲肋对边箱桥面板受力的影响

3.2.1边箱桥面板纵向(z向)内力的变化

3.2.2边箱桥面板横向(x向)内力的变化

3.3布置加劲肋后荷载作用的影响范围

3.3.1边箱桥面板荷载作用的影响范围

3.3.2边箱间桥面板荷载作用的影响范围

3.4本章小结

第4章模型空间有限元分析

4.1模型的空间有限元分析

4.1.1节段空间有限元模型的建立

4.1.2边箱间桥面板的有限元分析

4.1.3边箱桥面板的有限元分析

4.2有限元分析结果和试验结果的比较与分析

4.2.1挠度分析

4.2.2边箱间桥面板的应变分析比较

4.2.3边箱桥面板的应变分析比较

4.2.4对比结论

4.3本章小结

第5章纵向加劲肋对桥面板受力的敏感性分析

5.1薄板理论分析

5.1.1弹性薄板小挠度理论

5.1.2比拟正交异性板理论

5.2加劲肋尺寸变化对桥面板受力的影响

5.2.1加劲肋尺寸变化对沿桥面板纵向(z向)内力的影响

5.2.2加劲肋尺寸变化对沿桥面板横向(x向)内力的影响

5.2.3加劲肋尺寸变化对荷载分布范围的影响

5.3加劲肋位置变化对桥面板受力的影响

5.3.1加劲肋位置变化对沿桥面板纵向(z向)内力的影响

5.3.2加劲肋位置变化对沿桥面板横向(x向)内力的影响

5.4本章小结

第6章纵向加劲桥面板的简化计算方法研究

6.1桥面板纵、横向控制截面的弯矩分析

6.2跨中截面的弯矩估算方法

6.2.1四边简支双向板在局部均布荷载作用下的内力估算

6.2.2纵向(z向)跨中弯矩的修正

6.2.3横向(x向)跨中弯矩的修正

6.3支承处截面的弯矩估算方法

6.3.1荷载沿桥面板纵横方向的分配

6.3.2沿纵向(z向)横隔板支承处的反弯矩估算

6.3.3沿横向(x向)加劲肋支承处的反弯矩估算

6.4本章小结

结 论

参考文献

致 谢

附录：作者在攻读硕士学位期间发表的文章