钢桁梁竖向荷载作用下横向分配机理研究

摘要

两主桁钢桁梁桥在偏载作用下主桁内力分配不均衡，按照杠杆原理分配内力过于保守，同时随着经济发展、交通流量的增加，桥面横向宽度加大，出现了三主桁结构，其较两主桁结构横向影响因素更多，空间性能更突出，自重作用下主桁内力分配不均衡。本文针对偏载下两主桁钢桁梁和自重下三主桁钢桁梁的力学行为，探究钢桁梁的内力横向分配机理。具体工作与结论如下:
　　(1)通过将偏载作用下的两主桁钢桁梁桥简化为双层弹性约束梁力学模型，得到其解析解，探讨了两主桁钢桁梁桥在偏载作用下的内力横向分配机理，主桁内力横向分配主要由参数k横和k纵的相对强弱关系决定（文中定义k横为横向连接系等效竖向刚度，k纵为主桁竖向刚度与跨度四次方之比），k横和k纵之比增大，则主桁内力横向分配更加均匀。
　　(2)将自重作用下的三主桁钢桁梁桥简化为三层弹性约束梁力学模型，得到其解析解，结果表明，三主桁钢桁梁桥自重下内力横向分配亦由k横和k纵的相对强弱关系决定，k横和k纵之比增大，则主桁内力横向分配更加均匀。
　　(3)当桥宽一定时，跨度l增大k横和k纵之比迅速增加;桥宽一定时，跨度l增大使得横向连接系相对趋于刚性，跨度增大至一定程度时主桁内力横向分配趋于均衡。对于大跨度钢桁梁桥，改变横向连接系尺寸对其内力横向分配影响很小;换言之，大跨度钢桁梁桥其横向连接系对保证整体受力并非很重要。
　　(4)采用考虑斜拉索竖向支撑刚度的三层弹性约束梁力学模型来描述三主桁三索面斜拉桥桥在自重下的受力行为，分析了主要结构参数对其内力横向分配的影响，同时针对沪通长江大桥进行有限元模拟并讨论了其自重作用下的内力横向分配规律及主要结构参数的影响。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究的目的及意义

1．2 国内大跨度钢桁桥的发展现状

1．2．1 两主桁钢桁桥

1．2．2 三主桁钢桁桥

1．3 选题背景

1．4 主要研究内容

第2章 两主桁钢桁梁桥偏载下内力横向分配机理

2．1 引言

2．2 双层弹性约束梁力学模型

2．2．1 力学模型

2．2．2 挠曲微分方程组及其解

2．2．3 简支边界下力学模型的解

2．2．4 三跨连续边界下力学模型的解

2．3 实桥有限元模拟

2．3．1 有限元模型建立

2．3．2 计算结果分析

2．3．3 结构参数影响分析

2．4 两主桁钢桁梁桥内力横向分配机理分析

2．4．1 k横

2．4．2 k纵

2．5 本章小结

第3章 三主桁钢桁梁桥内力横向分配机理

3．1 引言

3．2 三层弹性约束梁力学模型

3．2．1 自重作用下三层弹性约束梁力学模型的解

3．2．2 简支边界下力学模型的解

3．2．3 三跨连续边界下力学模型的解

3．3 实桥有限元模拟

3．3．1 有限元模型建立及结果分析

3．3．2 结构参数影响分析

3．4 三主桁钢桁梁桥内力横向分配机理分析

3．4．1 k横

3．4．2 k纵

3．5 本章小结

第4章 三主桁三索面斜拉桥内力横向分配研究

4．1 引言

4．2 考虑斜拉索弹性支撑的三层弹性约束梁力学模型

4．2．1 自重作用下力学模型的解

4．2．2 主要结构参数影响分析

4．3 沪通长江大桥内力横向分配分析

4．3．1 工程概况

4．3．2 有限元模型

4．3．3 自重作用下结构内力横向分配规律

4．3．4 主桁竖向刚度对结构横向分配的影响

4．3．5 斜拉索刚度对结构横向分配的影响

4．3．6 桥面刚度对结构横向分配的影响

4．3．7 横联刚度对结构横向分配的影响

4．4 本章小结

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献