基于梁格法的变宽异型连续箱梁桥结构行为研究

摘要

在公路互通和城市立交中，为使结构线形顺畅，通常需设置变宽度异型桥梁作为主桥连接匝道的过渡桥梁。由于该类型桥构造较为特殊，在力学行为方面比一般箱梁桥显得更为复杂，表现出明显的空间受力特性，这种结构与受力上的复杂性给设计增添了一定的难度。目前而言，对变宽异型桥的研究主要集中在计算方法和模型试验上，很少对异型桥的受力特性进行专门的分析研究，因此针对此类桥梁结构在力学特性方面展开研究，具有很好的理论价值和工程实际意义。
　　本文以某互通式立交桥左幅第五联主线桥为工程背景，研究的主要内容及得出的结论如下:
　　1.系统论述梁格法分析箱梁结构的基本原理，归纳总结不同箱室结构的梁格划分方式和方法;通过实际建模分析，就梁格法进行有限元建模的相关问题进行了探讨，总结出梁格法分析变宽异型桥的建模要点。
　　2.以板单元模型作为参照，在代表性工况下与梁格模型就支座反力、主梁挠度变形以及应力方面进行对比分析，模型计算结果表明:采用梁格法在计算变宽异型桥力学特性方面可以满足精度要求。
　　3.为探究支座布置形式对变宽异型桥受力的影响，分析比较三种支座布置方案在主梁内力以及支座反力方面的差异，得出支座布置对结构受力的影响变化规律，给出了异型桥支座布置建议。
　　4.以实际工程探究支点横梁刚度以及跨中横隔板设置对变宽异型桥受力特性的影响，结合结构力学行为规律给出变宽异型桥的横隔板布置建议，为同类型桥的设计提供一定的参考。
　　5.依据对变宽异型连续箱梁桥受力特性以及梁格法理论的研究成果，开展结构荷载试验研究，与实际测量数据进行对比分析，验证该桥模型在梁格划分以及刚度计算的合理性，同时为该类型桥的荷载试验提供参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 异型梁桥概述

1．1．1 异型梁桥发展背景

1．1．2 异型梁桥的基本概念及分类

1．2 异型箱梁桥研究现状

1．2．1 国内外研究现状

1．2．2 存在的问题和不足

1．3 本课题的提出及研究内容

1．3．1 课题的提出及研究意义

1．3．2 课题主要研究内容

第2章 变宽异型箱梁桥分析方法概述

2．1 变宽异型箱梁桥构造形式

2．2 变宽异型箱梁桥行为特点

2．3 有限元分析方法概述

2．3．1 板壳单元法

2．3．2 三维实体单元法

2．3．3 空间梁格法

2．4 本章小结

第3章 梁格法原理及建模关键问题研究

3．1 梁格法原理概述

3．2 梁格网格划分方法

3．2．1 梁格划分基本原则

3．2．2 梁格纵向划分方法

3．2．3 梁格横向划分方法

3．3 梁格刚度取值

3．3．1 弯曲刚度取值

3．3．2 扭转刚度取值

3．3．3 剪切刚度取值

3．4 梁格法建模关键问题研究

3．4．1 梁格纵向划分模式的选择

3．4．2 建模点位置对梁格分析的影响

3．4．3 虚拟横梁剪切刚度对梁格分析的影响

3．5 本章小结

第4章 梁格模型与板单元模型对比分析

4．1 工程实例概述

4．2 有限元分析模型

4．2．1 梁格分析有限元模型

4．2．2 板单元分析有限元模型

4．3 模型结果对比分析

4．3．1 荷载工况

4．3．2 支座反力对比分析

4．3．3 挠度对比分析

4．3．4 应力对比分析

4．4 本章小结

第5章 变宽异型箱梁桥结构参数及荷载试验分析

5．1 异型桥支座布置

5．1．1 支座布置原则

5．1．2 支座布置方案

5．1．3 荷载工况

5．1．4 结构受力分析

5．2 异型桥横隔板

5．2．1 跨中横隔板布置对受力性能的影响

5．2．2 支点横梁刚度对受力性能的影响

5．3 荷载结构响应试验分析

5．3．1 测点布置及加载工况

5．3．2 静载试验结果分析

5．3．3 动载试验结果分析

5．4 本章小结

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献