预应力混凝土宽箱梁横梁简化计算方法

论文摘要

箱形截面梁具有整体性好、施工方便而且受力性能好等优点,在目前桥梁中普遍采用的一种截面形式,但其受力分析较为复杂。目前仍有许多问题等待解决。如宽跨比大的箱形梁桥横梁计算方法等方面的问题,相关的研究文献极少。现阶段关于箱梁横梁的计算方法主要有4种,分别是刚性横梁法,比拟板法,梁系法,数值法。这些方法对于研究宽箱梁桥横梁内力都不是很适合。本文以汉中市西二环大桥为工程背景,对其横梁进行受力分析,为典型横梁寻找一个简化的计算方法。梁格法具有概念清晰、易于理解和使用等特点,因此先运用梁格理论为基本原理对全桥横梁建立空间梁格模型,然后运用有限元分析软件对其进行空间数值分析,得到横梁内力、应力的一些变化规律。由于空间数值分析建模复杂,计算周期长,数据处理繁琐,寻找一个简化计算方法显得切实可行。简化计算方法的关键在于计算模型及荷载模式的选取,这将直接影响到内力分析结果的精度。宽箱梁横梁简化计算主要针对支点横梁、中横梁,其受力特征比较明确。本文对中支点横梁采用了均布力和集中力这两种荷载模式建立简化模型,然后运用平面有限元软件进行分析。将分析结果与空间数值分析结果进行了综合比较,来验证简化计算方法的适用性和精确程度。本文的简化计算方法可供同类桥梁横梁设计计算时参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 箱梁结构分析文献综述
• 1.2.1 半解析法
• 1.2.2 解析法
• 1.2.3 数值法
• 1.2.4 梁格法
• 1.3 本文的工程背景
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 常用横梁计算方法
• 2.1 偏压法
• 2.2 比拟板法
• 2.3 梁系法
• 2.4 数值法
• 2.4.1 位移模式与荷载的移置
• 2.4.2 应力矩阵和刚度矩阵
• 2.5 小结
• 第3章 依托工程空间数值分析法
• 3.1 建立有限元模型
• 3.1.1 建模方法的选取
• 3.1.2 建模原则
• 3.1.3 网格划分
• 3.1.4 边界条件
• 3.2 荷载计算
• 3.2.1 1-9号横梁计算参数
• 3.2.2 23-68号横梁计算参数
• 3.2.3 荷载加载及输入过程
• 3.3 荷载效应分析
• 3.3.1 各工况下横梁内力分析
• 3.3.2 各工况下横梁应力分析
• 3.3.3 各工况下横梁变形分析
• 3.4 小结
• 第4章 横梁简化计算方法
• 4.1 支点横梁分析
• 4.1.1 边界条件的模拟
• 4.1.2 横梁模型分析
• 4.1.3 计算参数
• 4.1.4 荷载加载及输入过程
• 4.1.5 荷载效应分析
• 4.2 中横梁分析
• 4.2.1 边界条件的模拟
• 4.2.2 横梁模型分析
• 4.2.3 计算参数
• 4.2.4 荷载加载及输入过程
• 4.2.5 荷载效应分析
• 4.3 小结
• 第5章 简化计算方法与空间数值法的比较
• 5.1 支点横梁模型与整体模型的对比分析
• 5.2 中横梁模型与整体模型的对比分析
• 5.3 小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢