连续钢箱梁桥静动力计算分析研究

论文摘要

论文以成都地铁二号线中医学院站地面立交工程连续钢箱梁高架桥为工程背景,根据施工图设计,采用大型有限元计算软件MIDAS/CIVIL2006建立基于梁单元的全桥空间有限元模型,探讨连续钢箱梁桥的静力行为、动力行为以及弹性稳定等几个方面的问题。论文首先简要介绍了连续钢箱梁在国内外的发展情况和结构特点,阐述了工程背景及主要研究工作,详细描述了对于桥梁各部分的有限元模拟;然后详细计算分析了桥梁结构在各个施工阶段的受力和变形,并计算分析了运营阶段的活载、温度荷载等作用力下的结构受力,按最不利荷载组合验算了结构的受力和变形;其次论文计算了结构的动力特性,利用子空间迭代法计算了桥梁的自振周期和振型,分别用反应谱和时程的方法对地震响应进行计算分析,并计算了恒载和活载组合下结构的弹性稳定性;另外论文从恒载静力和动力两方面还对比计算分析了考虑桩土作用和不考虑桩土作用对连续钢箱梁结构的影响;最后,论文采用有限元软件AGLOR建立以板单元和实体单元为主的全桥组合有限元模型,对钢箱梁的项、底板和横隔板等主要构件的受力和应力分布情况进行了详细分析。由此,作者较全面地了解连续钢箱梁桥的静力、动力和稳定性能,掌握了使用有限元软件计算分析复杂桥梁的方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 连续钢箱梁桥的发展
• 1.1.1 国外连续钢箱梁桥发展概况
• 1.1.2 国内连续钢箱梁桥发展概况
• 1.2 连续钢箱梁桥的结构特点
• 1.3 研究工程背景和本文的主要工作
• 1.3.1 研究工程背景
• 1.3.2 本文的主要工作
• 第2章 基于梁单元的全桥空间有限元模型
• 2.1 有限元建模概述
• 2.2 钢箱梁的模拟
• 2.3 桥墩与帽梁的模拟
• 2.4 基础的模拟
• 2.5 边界条件的模拟
• 2.6 收缩、徐变和强度增长的模拟
• 2.7 全桥空间有限元模型的组合
• 2.8 小结
• 第3章 连续钢箱梁桥施工阶段和运营阶段计算分析
• 3.1 引言
• 3.2 施工阶段的划分和计算工况
• 3.2.1 施工阶段划分
• 3.2.2 计算工况
• 3.3 施工阶段结构计算分析
• 3.2.1 施工阶段主梁计算分析
• 3.2.2 施工阶段桥墩计算分析
• 3.2.3 收缩和徐变的影响分析
• 3.4 运营阶段的结构计算分析
• 3.4.1 活载作用计算分析
• 3.4.2 温度作用结构计算分析
• 3.4.3 各分项荷载作用汇总
• 3.4.4 荷载组合作用结构计算分析
• 3.5 小结
• 第4章 连续钢箱梁桥动力计算分析
• 4.1 连续钢箱梁桥动力理论
• 4.1.1 自振特性理论
• 4.1.2 反应谱理论
• 4.1.3 时程分析理论
• 4.2 连续钢箱梁桥自振特性计算分析
• 4.3 连续钢箱梁桥反应谱计算分析
• 4.3.1 输入地震动
• 4.3.2 反应谱振型分析
• 4.3.3 反应谱应力计算及组合分析
• 4.4 连续钢箱梁桥时程计算分析
• 4.4.1 输入地震波
• 4.4.2 地震时程分析
• 4.5 小结
• 第5章 连续钢箱梁桥弹性稳定性计算分析
• 5.1 引言
• 5.2 成桥恒载作用下的稳定分析
• 5.3 成桥恒载和活载作用下的稳定分析
• 5.4 小结
• 第6章 桩土作用对连续钢箱梁桥结构的影响
• 6.1 引言
• 6.2 有限元模型的介绍
• 6.3 两种模型恒载作用静力计算分析
• 6.4 两种模型自振特性计算分析
• 6.5 小结
• 第7章 连续钢箱梁桥全桥详细模型计算分析
• 7.1 引言
• 7.2 全桥详细模型的建立
• 7.3 恒载作用下全桥详细模型计算分析
• 7.4 重轮作用在最大跨跨中的全桥空间组合单元模型计算分析
• 7.5 重轮作用在H0横隔板处的全桥空间组合单元模型计算分析
• 7.6 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目