中承式钢箱混凝土连续梁拱组合桥拱梁结合部模型试验与数值分析研究

论文摘要

梁拱组合体系是对传统拱桥的发展,是梁桥和拱桥的结合体,集合了两者的优点,将主要承受压力的拱肋和主要承受弯矩的行车道梁组合起来共同承受荷载,充分发挥被组合的简单体系的特点和组合作用,以达到节省材料或降低对地基的要求的设计构想。在60～200m跨径范围内,梁拱组合体系造价低廉、施工难度小、对通航基本无阻碍,是最具有竞争力的桥型之一。对于中小跨径连续梁拱组合桥,主纵梁与拱在交错位置一般固结,同时与横梁固结,拱梁固结点同时承受拱肋、主纵梁和固结点横梁传来的内力,受力情况复杂。同时,结合部构造复杂,进一步加剧了力在固结部位传递的复杂性。对于三维的空间结构体系,目前常规的设计计算方法是采用梁、杆系结构分析手段,求得桥梁各断面的内力、应力,这种以杆系理论为基础的方法在对结构进行整体分析时是适宜的,但难以揭示在特定荷载组合下结构局部复杂的应力水平以及应力分布状况。国内外目前对中承式连续梁拱组合桥拱梁结合部的理论分析与试验研究还较少,本文结合某中承式钢箱混凝土连续梁拱组合桥拱梁固结点模型试验进行分析,同时以有限元理论为基础,采用大型有限元通用软件ANSYS对拱梁结合部进行建模计算分析,并将试验结果与有限元软件计算结果结合起来进行分析,深入研究拱梁结合部的应力水平和应力分布规律,验证该桥梁拱结合部设计上的合理性,同时储备同类结构的借鉴资料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 梁拱组合体系的发展概况
• 1.2 梁拱组合体系的分类
• 1.3 连续梁拱组合式体系的受力特点
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 模型试验的设计与测试
• 2.1 工程概述
• 2.2 模型试验研究的理论基础
• 2.2.1 模型和原型的相似要求
• 2.2.2 模型材料的选择
• 2.2.3 模型试验的相似准则应依据的条件
• 2.3 试验目的
• 2.4 模型设计
• 2.5 加载方案
• 2.6 试验测试
• 2.6.1 应力测试截面及测点布置
• 2.6.2 加载测试
• 2.6.3 变形测试
• 2.6.4 试验测试过程及处理方法
• 2.6.5 测试仪器
• 2.6.6 试验中控制方法
• 2.7 本章小结
• 第3章 模型的有限元分析
• 3.1 有限元方法概述
• 3.2 有限元分析软件ANSYS简介
• 3.3 有限元模型的建立
• 3.4 有限元计算的结果与分析
• 3.4.1 应力计算结果
• 3.4.2 各工况下的最大应力
• 3.4.3 应力分布规律
• 3.5 本章小结
• 第4章 模型试验结果与分析
• 4.1 模型加载值测试
• 4.2 控制截面正应力和挠度
• 4.3 测试截面剪应力和主应力
• 4.4 混凝土正应力值
• 4.5 应力结果汇总
• 4.6 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献