异形预应力混凝土桥梁静力特性分析

【摘要】随着我国交通事业及城市建设的快速发展，特别是在交通运输行业不断发展以及交通流不断增长的情况下，修建了大量立交及平面交叉桥梁，于是产生了很多平面几何形状不规则的桥梁。高架桥和立交桥在主桥通往匝道、主线通往分支线的连接处，通常需要设置变坡度、变曲率、变宽度的分岔连结段，这类分岔连结段即是异形桥梁结构。采用异形桥梁将立交桥和高架桥的主线和支线进行连接，不仅减少了对地面交通的影响，而且满足了车辆改变线路的要求，可以使异形桥梁结构线型顺畅。目前随着大量工程的建设，但计算理论以及设计方法相对滞后，因此对异形箱梁桥的研究就非常必要。以实际工程为依托，利用有限元计算软件ANSYS和MIDAS对依托工程进行建模和计算分析，主要研究内容如下：1、基于桥梁结构有限元模拟方法的基本原理，就ANSYS建立实体模型中建模步骤、网格划分、约束方式等方面问题进行了分析，并探讨了利用MIDAS建立梁格模型时箱梁梁格划分、刚度取值等问题。2、具体计算了依托工程在自重、汽车荷载作用下的变形、内力以及支座反力，并对计算结果进行了分析，从中探讨了依托工程在自重、汽车荷载下的空间效应，总结其受力特性。3、针对依托工程在自重下的受力特性，分析改变其横梁刚度、主梁抗弯刚度和主梁抗扭刚度在自重荷载下对腹板、横梁以及支座反力的影响，以期对这类异形箱梁桥的设计提供一定的参考。4、利用依托工程梁格模型第一跨跨中的挠度、梁底应力、弯矩与单梁模型相应值的对比，来求得异形箱梁各个腹板的外偏载系数和内偏载系数，分析常规的偏载系数1.15对这类异形桥梁边腹板和中腹板的适用性。5、依据ANSYS所建立的空间实体模型，得出了异形箱梁第一跨L/4顶板、跨中顶板和3L/4顶板的正应力分布图；通过三个横截面正应力分布图的对比，总结出异形箱梁桥剪力滞的分布规律；并将异形箱梁桥第一跨跨中顶板与常规直箱梁桥跨中顶板的正应力分布图对比，总结出异形箱梁桥剪力滞与常规直桥剪力滞的区别。
【作者】刘思青；
【导师】刘寒冰；
【作者基本信息】吉林大学，道路与铁道工程，2014，硕士
【关键词】异形箱梁桥；实体有限元；梁格法；静力性能；偏载系数；剪力滞；

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