弯坡连续刚构桥的汽车荷载效应研究

摘要

随着我国高速公路交通的迅猛发展,高速公路服务水平日益提高。尤其是在高原山区,为了行车平顺舒适并能很好地适应地形、地物的限制桥梁的线形至关重要。因此弯坡连续刚构桥在这一地区应用非常广泛。弯坡连续刚构桥数量的不断增多,越来越多的问题也暴露出来,如主梁裂缝数量多于其它相同跨径直连续刚构,耐久性下降等。为了此类在役桥梁的安全运营以及新建桥梁的合理设计,对这些问题的研究势在必行。
　　汽车荷载作用是弯坡连续刚构桥承受的主要活载作用,弯坡连续刚构桥结构形式特异,此类桥梁的病害必与二者联合作用密不可分因此研究汽车荷载对弯坡连续刚构桥受力的影响是解决此类问题的关键。
　　本文首先用理论计算的方法对分别在车道荷载、冲击力和离心力作用下的弯连续刚构桥的受力状态进行分析研究,得到其最大纵向弯矩随曲率半径变化的变化规律;对分别在车道荷载和冲击力作用下的坡连续刚构桥进行理论分析,得到其纵向最大弯矩随纵坡变化的变化规律。
　　其次,用有限元软件MIDAS/CIVIL对分别在车道荷载和冲击力作用下的弯连续刚构桥进行有限元分析研究,得到其最大纵向正弯矩和最大扭矩随曲率半径变化的变化规律;对分别在车道荷载和冲击力作用下的坡连续刚构桥进行有限元分析,得到其纵向最大正弯矩和最大扭矩随纵坡变化的变化规律;同样对分别在车道荷载和冲击力作用下的弯坡连续刚构桥进行有限元分析,得到其纵向最大正弯矩和最大扭矩随纵坡变化的变化规律。用有限元软件MIDAS/CIVIL对在离心力作用下的弯连续刚构桥进行有限元分析研究,得到其最大纵向弯矩、最大横向弯矩和最大扭矩随曲率半径变化的变化规律。
　　最后,将理论计算方法得到的一系列变化规律与用模拟计算方法得到的变化规律比较,从而验证汽车荷载对弯坡连续刚构桥的内力影响规律,为弯坡连续刚构桥的设计和施工提供指导。

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第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 弯坡连续刚构桥的发展历史和发展趋势

1.3 弯坡连续刚构桥的研究现状

1.4 本文研究内容

第2章 弯坡连续刚构桥的特征及结构分析理论

2.1 弯坡连续刚构桥的受力特点

2.2 弯坡连续刚构的汽车荷载特点

2.3 弯梁理论一般微分方程

2.4 弯桥分析计算理论

2.5 本章小结

第3章 弯坡连续刚构桥的汽车荷载作用分析计算

3.1 弯坡连续刚构桥的汽车荷载作用

3.2 汽车荷载作用下弯坡连续刚构桥的弯矩

3.3 汽车荷载作用下弯坡连续刚构桥冲击力

3.4 汽车荷载作用下弯连续刚构桥离心力

3.5 本章小结

第4章 弯坡连续刚构桥的有限元模型建立及分析

4.1 依托工程概况

4.2 有限元分析方法

4.3 有限元模型的建立

4.4 汽车荷载作用对弯坡连续刚构桥的内力影响

4.5 汽车荷载的冲击力作用对弯坡连续刚构桥的内力影响

4.6 汽车荷载的离心力作用对弯连续刚构桥的内力影响

4.7 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 本文的研究成果

5.2 展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢