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连续箱梁桥横隔梁受力分析与计算方法研究

王焕利

  随着城市建设和交通事业的发展,城市桥梁和城市立交桥梁工程的建设日益增多。钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土连续箱梁桥以其优越的力学性能、丰富美观的结构形式,广泛的适用性能等诸多特点成为城市桥梁和城市立交桥梁的主要桥型。横隔梁作为连续箱梁桥结构中的一个重要的组成构件,它能够增加箱梁的横向刚度,限制畸变应力,承受和分散支座反力,能够传递扭矩、剪力来调节主梁的整体受力性能等,最终达到改善桥梁整体稳定性和主梁受力变形性能的重要作用。所以在连续箱梁桥梁的设计中,必须经过内力计算来保证其有足够的强度和刚度来发挥其应有的作用。但是目前国内外对连续箱梁横隔梁的研究较少,在各类桥梁设计规范中,也没有关于连续箱梁桥横隔梁的受力分析和设计计算方法的规定和依据。 随着箱梁桥梁被越来越广泛的应用,桥梁的跨径、桥宽和荷载越来越大,桥梁截面形式和线形日趋复杂,对箱梁桥及其横隔梁的设计计算要求更加严格。为了给箱梁桥横隔梁的设计计算和施工提供借鉴和依据,研究箱梁横隔梁的受力特性并提出准确实用的设计计算方法越来越迫切。 本文以一座6跨预应力钢筋混凝土连续箱梁桥的健康监测分析计算作为工程背景,主要对连续箱梁桥及其支点横隔梁做了以下几方面的研究工作: (1)使用大型通用有限元计算软件ANSYS,建立了全桥结构的空间实体有限元模型,并采用实测数据对模型进行修正,得到与桥梁实际受力情况非常吻合的基准有限元模型,为此桥的健康监测评估计算分析和桥梁力学性能分析奠定了基础。 (2)结合全桥的空间实体有限元模型计算数据和现场监测数据,分析了此类箱梁桥支点横隔梁在恒载和活载作用下的主要受力特点和应力分布规律,并得到梁体荷载传递给支点横隔梁的作用分布规律。 (3)对连续箱梁横隔梁的计算截面和有效计算宽度的选取进行了深入的研究。通过分析在全桥荷载作用下横隔梁及其邻近顶板和底板上缘与下缘的应力分布规律,得出参与横隔梁受力的有效应力宽度是横隔梁宽度的1.5倍至3倍,此部分宽度对横隔梁的受力影响较大,在横隔梁的计算时必须考虑横隔梁邻近的箱梁顶板和底板对横隔梁受力的贡献,因此横隔梁的计算截面应按“工”字形截面选取。 (4)根据箱梁横隔梁的受力特点和桥梁跨中段荷载传递给横隔梁的传递规律提出了一种新的针对横隔梁设计计算的简化计算方法,并通过工程实例计算验证了该方法的准确性和实用性。为同类桥梁支点横隔梁的设计计算提供一定的借鉴和参考依据。……   
[关键词]:连续箱梁;横隔梁;受力特性;计算方法;有限元
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:吉林大学2011年