預應力空心板橋非線性有限元靜動力分析.pdf

1、授予單位代碼學號或申請?zhí)?0459200612022081503021級文學論大位州學鄭士碩預應力空心板橋非線性有限元靜動力分析院系名稱:水利與環(huán)境學院學科門類:工學專業(yè)名稱:水工結構工程作者姓名:趙正偉導師姓名、職稱:王復明教授二00九年五月二十五日鄭州大學碩士學位論文摘要摘要預應力空心板橋是中小橋常用的一種形式，也是我國公路橋梁中應用最為廣泛的橋型之一。預應力空心板具有自重輕、建筑高度小、施工方便、工藝簡易等優(yōu)點。但近年來，隨著我國

2、公路交通流量不斷增加，運輸車輛的噸位和軸荷均有較大增加，橋梁負荷日益加重，橋梁破壞的現(xiàn)象時有發(fā)生。研究橋梁結構的非線性特性和承載能力最理想的途徑是進行實橋破壞性試驗。破壞性試驗可以真實地記錄全橋的撓度變化、應力和應變變化、裂縫發(fā)展和破壞形式。本文以某16m跨徑的預應力空心板橋的靜載試驗為基礎，對預應力空心板橋的非線性靜、動力性能進行了研究，主要工作如下:(l)靜載試驗主要分為三個階段，汽車荷載試驗、堆載破壞試驗和汽車荷載對比試驗。通過試

3、驗實時采集了汽車荷載試驗和堆載破壞試驗中每級荷載作用下橋梁的撓度值和應變值，觀測了裂縫發(fā)展情況，初步分析了撓度、應變隨荷載變化的規(guī)律。(2)采用大型通用有限元軟件ANSYS建立非線性有限元模型，模擬了堆載破壞試驗，其計算結果與實測結果吻合較好，能夠比較準確的模擬橋梁受荷載后結構撓度和應力的變化，真實的反映荷載加載的全過程橋梁結構撓度和應力的變化規(guī)律，準確的反映了橋梁的非線性力學性能。研究了未考慮防護欄時橋梁在堆載作用下?lián)隙鹊姆植己妥兓?guī)

4、律。沒有防護欄情況下橋梁的結構性能降低很大，防護欄對橋梁整體結構性能的作用不容忽視。(3)建立試驗預應力空心板橋的單跨整體非線性有限元模型，計算了其四階的模態(tài)和頻率，并對其動力特性進行了分析，滿足規(guī)范要求，橋梁整體動力性能較好模擬橋梁在四種移動荷載工況作用下的動力響應，對各種工況下的動撓度和沖擊系數(shù)進行分析，計算橋跨是偏安全的。本文采用非線性有限元方法研究了預應力空心板梁橋的非線性靜、動力特性，為理論上深入研究預應力空心板橋的非線性特性