連續(xù)曲線組合箱梁橋施工階段力學(xué)特性與簡化計(jì)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(shí)體元建立的有限元精細(xì)模型可以清晰地計(jì)算出結(jié)構(gòu)的受力情況。然而，龐大的前后處理工作量、計(jì)算時(shí)間長、計(jì)算所需內(nèi)存和外存大等缺點(diǎn)直接制約了它在實(shí)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(jì)算模型就顯得很有實(shí)用價(jià)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(jì)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(duì)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(jì)算公式，并建立了對(duì)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(jì)算方法，將結(jié)構(gòu)等效為項(xiàng)板是一彈性薄板的閉口截面桿件，橫向聯(lián)結(jié)系對(duì)結(jié)構(gòu)的作用用彈性薄板代替，給出了薄板厚度的計(jì)算公式。
　　將已建成的連續(xù)曲線組合箱梁橋作為計(jì)算實(shí)例，運(yùn)用論文建立的公式（或過程）計(jì)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(jì)算，與相對(duì)應(yīng)的精細(xì)模型計(jì)算結(jié)果做對(duì)比分析，驗(yàn)證桿系模型的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。
　　計(jì)算結(jié)果

4、表明，對(duì)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(duì)稱截面鋼梁在自重荷載或外部對(duì)稱荷載作用下，對(duì)自身會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加扭矩，這種作用對(duì)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(duì)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)