现浇混凝土箱梁长翼缘板计算方法研究

摘要

混凝土箱梁翼缘板结构简单，形式多样，在桥面板设计中占有重要地位。随着我国经济的飞速发展，交通运输呈现出高速、重载、大流量、大跨度等现代运输结构的发展趋势，短翼缘箱梁因其承担的交通量小逐渐被淘汰，而长翼缘板混凝土现浇箱梁由于其具有良好的结构性能和优越的经济适用性越来越受到设计单位的重视。现行桥规中的设计计算公式只适用于设计计算等厚度的短翼缘箱梁，现有的其它分析方法也存在一定的局限性，均未全面考虑影响翼缘板计算结果的各种因素。这就使得开展混凝土箱梁翼缘板尤其是现浇混凝土箱梁长翼缘板设计计算理论的研究显得尤为重要。
　　 在详细分析桥规中翼缘板设计计算方法的优越性和局限性的基础上，对桥规中有关翼缘板的设计计算公式提出了修正方案，并阐述了实施过程。
　　 论文主要包括四个方面的研究内容：①计算模型假定及分析；②不同有限元单元特点分析及模型比较；③基于ANSYs的翼缘板数值分析；④工程实例分析。
　　 利用有限元法对混凝土现浇箱梁翼缘板进行内力分析时，在分析以往国内外各种设计计算公式内容和特点的基础上，对桥规中有关翼缘板设计的两种假定提出疑问，研究了两种假定成立的范围与条件。研究过程中，探讨了实体单元的特征、使用技巧和注意问题，研究了子模型分析技术与基本原理。选取多种类型的混凝土箱梁翼缘板，在不同位置施加荷载，利用ANSYS有限元分析软件，分析其单位宽度根部内力分布情况，并用MATLAB编制了数据处理程序，简化了计算过程。通过计算分析，对桥规中的公式提出修改方案，利用最小二乘法拟合出新的计算公式。并与其它方法的计算精度、分析效果以及模型对翼缘板内力分析的影响进行了比较。结果证明该计算公式精度高，适用性强。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 混凝土箱梁翼缘板研究的目的与意义

1.1.1 概述

1.1.2 现浇箱梁翼缘板简介

1.2 研究进展及方法

1.3 问题的提出

1.4 本论文的主要工作内容

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究方法

1.5 论文在工程设计中的实际意义

第2章 ANSYS SOLID单元特点与模型比较

2.1 ANSYS简介

2.2 实体单元特点与区别

2.2.1 实体单元特点

2.2.2 实体单元区别

2.3 网格分析

2.3.1 自由网格

2.3.2 映射网格

2.3.3 拖拉、扫略网格

2.3.4 混合网格

2.3.5 网格密度分析

2.4 子模型分析技术及应用

2.4.1 圣维南原理

2.4.2 子模型分析技术

2.4.3 子模型应用技巧

2.5 拟采用的单元及研究方法

2.5.1 拟采用的单元

2.5.2 研究方法

2.6 小结

第3章 计算假定及影响分析

3.1 概述

3.1.1 箱形截面基本形式

3.1.2 箱形截面的局部

3.1.3 箱形截面的配筋

3.1.4 箱形梁的受力特点

3.1.5 薄壁箱形梁的翼缘板在翘曲扭转中的作用

3.2 荷载在承重板上的分布

3.2.1 荷载在板上的分布宽度

3.2.2 翼缘板的有效分布宽度

3.3 翼缘板计算的Sanko-Bakht法

3.3.1 无限宽翼缘板

3.3.2 半无限宽翼缘板

3.3.3 带边梁翼缘板计算的巴赫法

3.4 翼缘板计算的其他方法

3.4.1 翼缘板分析的虚功原理和解析法

3.4.2 张士铎教授建议的有效分布宽度计算式

3.4.3 AASHTO规范法

3.4.4 魏斯特加(Westergaard)公式

3.5 各种计算方法比较

3.6 翼缘板的计算假定分析

3.6.1 固结假定分析

3.6.2 有效分布宽度分析

3.7 小结

第4章 翼缘板的数值分析

4.1 箱梁概况

4.2 翼缘板数值分析

4.2.1 无限宽与有限宽的区别

4.2.2 无限宽与半无限宽的区别

4.2.3 以弯矩作为主控设计的意义

4.2.4 跨中分析

4.2.5 桥跨方向分析

4.3 公式的提出

4.3.1 规范公式的不足

4.3.2 对规范公式的修改

4.3.3 新公式的基本原理

4.4 小结

第5章 工程实例分析

5.1 工程实例概况

5.2 计算结果及分析

5.3 公式的应用

5.4 本论文公式特点

5.5 小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 不足与展望

致谢

参考文献

个人简历