横隔梁设置对连续箱梁桥受力性能的影响研究

摘要

大跨径预应力混凝土连续箱梁桥在我国的桥梁建设事业中占据着重要的地位,而横隔梁是其必不可少的结构组成部分。通过适当的设置横隔梁而得到较为理想的解决箱梁截面的畸变应力和畸变变形过大等问题,改善连续箱梁桥的受力性能。如果不能合理的、适当的设计横隔梁,不但横隔梁不能充分发挥积极作用,而且由于横隔梁的自重效应,反而会使得横隔梁产生负面作用,成为桥梁的不利荷载,增加桥梁承载的负担。本文为了优化设计横隔梁,充分发挥其工程意义,做了如下工作:
　　(1)通过与广义坐标法相对比,分析了荷载分解法的优越性。按照此方法研究了箱形梁在偏心荷载作用下的受力情况;在此基础之上,详细的论述了箱形梁的纵向弯曲理论、刚性扭转理论、畸变理论以及横向弯曲理论。
　　(2)按照规范所述,针对大跨径预应力混凝土连续箱梁桥进行结构受力分析。通过荷载分解法,将规范中的偏心的汽车活载分解为对称的纵向弯曲荷载、伴随着反对称荷载而来的相互依存的横向扭转荷载和畸变荷载以及通过平面框架计算分析而得的局部横向弯曲荷载。并分别分析了在这四种荷载作用下,连续箱梁桥的四种基本受力情况。
　　(3)利用有限元软件ANSYS建立连续箱梁桥的有限元模型,通过对比分析有、无横隔梁的箱形梁在集中荷载和均布荷载作用下的四种基本受力形态,将横隔梁设置对连续箱梁桥受力性能的影响进行深入研究。
　　(4)以全桥受力性能影响分析为基础,将横隔梁设置对连续箱梁桥引起畸变效应时的最大畸变角为入手点,更进一步地对横隔梁于连续箱梁桥中设置的数量及局部横隔梁的构造形式对箱形梁畸变效应的影响程度进行研究。
　　(5)在综合考虑了横隔梁自重产生的不利效应的基础上,力求桥梁整体受力性能达到最优化,建议性的提出了优化后的全桥横隔梁数量及横隔梁厚度,为进一步改进横隔梁设计提供理论指导,充分发挥本文的工程意义。

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第1章 绪 论

1.1 本课题研究来源

1.2 课题研究背景与意义

1.3 连续箱梁桥研究概况

1.4 本文主要研究内容

第2章 箱形梁结构受力理论分析

2.1 箱形梁基本受力原理

2.2 箱形梁的纵向弯曲理论

2.3 箱形梁的刚性扭转理论

2.4 箱形梁的畸变理论

2.5 箱形梁的横向弯曲理论

2.6 本章小结

第3章 横隔梁设置对连续箱梁桥的受力影响分析

3.1 工程背景简介

3.2 全桥有限元模型建立

3.3 全桥受力性能影响分析

3.4 本章小结

第4章 横隔梁的影响因素分析

4.1 全桥横隔梁数量影响分析

4.2 局部横隔梁构造形式影响分析

4.3 横隔梁对连续箱梁桥的不利影响分析

4.4 本章小结

结论与展望

参考文献

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致谢