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箱形桥梁结构的半解析分析

李朝

   薄壁箱梁结构因其自重小、抗弯、抗扭性能好、跨越能力强等特点被广泛应用于桥梁上部结构中,因此加强对箱梁桥结构的研究分析显得尤为重要。本论文将箱梁简化为一个带凸缘的、具有连续分布质量和刚度的薄壁筒组合体,然后对此三维模型进行半离散化处理,即选取适当的节线对其进行划分,并以节线上的竖向未知形变函数和箱梁横截面上的横向未知形变函数作为基本未知函数来描述桥梁结构系统的位移场(运动场),再利用能量原理将静力问题(动力学问题)转化为常微分方程组的边值问题(特征值问题),最后利用常微分方程求解器进行编程求解,为箱梁桥结构的分析计算提供了一种半解析分析方法。本文的主要工作如下: 1.介绍了箱形桥梁结构的发展前景和本论文研究的理论与工程意义;讨论了计算模型的建立问题(如:结构受力状态的假定,如何对模型进行半离散化处理,如何选择基本未知函数来描述结构的位移场(运动场),位移函数的坐标转换问题等);介绍了如何将控制方程标准化以及COLSYS的使用等。 2.利用半解析分析方法对箱形简支梁桥结构的自由振动问题进行了分析计算。通过算例证明了本文分析模型是合理的、可行的,本文方法是可行的、有效的。 3.利用半解析分析方法对薄壁箱梁伸臂结构型式高架桥的自由振动问题进行了分析;讨论了桥墩处地基的弹性变形以及伸臂端梁之间的相互支撑作用对高架桥自振频率的影响。 4.探讨了如何用基于常微分方程求解器的半解析分析方法来确定桥梁结构的影响场,并对一座双塔三跨式斜拉桥支座的反力影响场以及桥梁结构中某处的应力影响场进行了分析计算,从而为研究此类桥梁结构在移动荷载作用下结构的各种量值的变化规律提供了值得应用的工具。……   
[关键词]:桥梁结构;箱梁;自由振动;半解析方法;常微分方程求解器
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:河南理工大学2010年