連續(xù)曲線組合箱梁橋施工階段力學(xué)特性與簡化計算方法研究.pdf

1、曲線組合箱梁中鋼梁部分通常選用內(nèi)部均勻地設(shè)置橫向聯(lián)結(jié)系的槽形截面。在施工階段鋼梁的結(jié)構(gòu)力學(xué)行為較復(fù)雜，已不同于純開口或者純閉口截面鋼梁。理論上，用板殼元和實體元建立的有限元精細(xì)模型可以清晰地計算出結(jié)構(gòu)的受力情況。然而，龐大的前后處理工作量、計算時間長、計算所需內(nèi)存和外存大等缺點直接制約了它在實際工程中的應(yīng)用。在這種情況下，如果能夠建立一種較為簡便的且具有一定精度的計算模型就顯得很有實用價值。論文進(jìn)行了這方面的探討和研究，具體研究內(nèi)容和成

2、果如下：
　　利用有限元軟件ANSYS建立曲線槽形鋼梁板殼元模型，計算分析施工階段中結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，揭示其力學(xué)特性和規(guī)律。對影響連續(xù)曲線組合箱梁橋在施工階段受力性能的主要參數(shù)進(jìn)行分析，包括:鋼梁截面形式、橫向聯(lián)結(jié)系的布置間距、橫向聯(lián)結(jié)系的結(jié)構(gòu)形式。
　　引入等效扭轉(zhuǎn)剛度的概念，利用符拉索夫約束扭轉(zhuǎn)理論和開口薄壁桿件的約束扭轉(zhuǎn)初參數(shù)法，推導(dǎo)了兩種不同工況下結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)角的計算公式，并建立了對應(yīng)的板殼元節(jié)段模型，反算求得等效扭轉(zhuǎn)參數(shù)

3、，確立了桿系模型的建模方法。此外，論文又進(jìn)一步提出了等效自由扭轉(zhuǎn)常數(shù)It的簡化計算方法，將結(jié)構(gòu)等效為項板是一彈性薄板的閉口截面桿件，橫向聯(lián)結(jié)系對結(jié)構(gòu)的作用用彈性薄板代替，給出了薄板厚度的計算公式。
　　將已建成的連續(xù)曲線組合箱梁橋作為計算實例，運(yùn)用論文建立的公式（或過程）計算等效扭轉(zhuǎn)參數(shù)，建立施工過程中重要階段的桿系模型，進(jìn)行變形和應(yīng)力的計算，與相對應(yīng)的精細(xì)模型計算結(jié)果做對比分析，驗證桿系模型的準(zhǔn)確性和實用性。
　　計算結(jié)果

4、表明，對于設(shè)置有橫向聯(lián)結(jié)系的曲線槽形鋼梁，其扭轉(zhuǎn)類型屬于約束扭轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)沿縱向產(chǎn)生翹曲變形，橫截面畸變變形很小，它的受力特征依然滿足經(jīng)典的開口薄壁桿件約束扭轉(zhuǎn)理論的分析結(jié)果。非對稱截面鋼梁在自重荷載或外部對稱荷載作用下，對自身會產(chǎn)生一個附加扭矩，這種作用對結(jié)構(gòu)受力隨曲線半徑的變化保持不變。橫向聯(lián)結(jié)系可以顯著提高槽形鋼梁的抗扭剛度，布置越密，扭轉(zhuǎn)剛度越大。隔板式橫向聯(lián)結(jié)系和桁架式橫向聯(lián)結(jié)系對槽形鋼梁整體受力的影響是相同的。將均勻設(shè)置橫向聯(lián)結(jié)