曲线箱梁桥空间分析及程序设计

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随着高等级公路建设的发展和城市立交桥建设的需要,曲线箱形梁桥以其经济、美观、实用等特点在桥梁工程中越来越多地被采用。然而由于曲线箱梁桥在力学性能、荷载、构造、施工等方面的复杂性,有许多问题急待解决。 本文的目的在于解决曲线箱梁桥的空间分析问题。为此,作者以梁格分析法为计算核心,以Visual C++为开发平台,利用面向对象技术编制了相应的计算机程序,并利用该程序对两个实例进行了分析,得出了一些有益的结论。 首先,本文推导出考虑剪切变形的空间梁单元刚度矩阵、等效节点力列阵和坐标转换矩阵,介绍了由恒载、温度变化引起的结构内力的计算方法,并讨论了横向、纵向等效梁格刚度的取值方法,在此基础上给出了程序计算步骤。 其次,根据规范计算预应力束的各项预应力损失,由等效荷载的概念,推导出一个便于编程的等效荷载的计算公式,进而求得预应力束的总效应和二次内力,并对曲线梁桥的配束问题作了简单地分析,然后讨论了独柱支承曲线箱形梁桥支座预偏心的设置问题。 再次,根据动态规划法的原理,进行纵、横向影响线加载,得到活载效应。计算表明,这种方法不但计算方便而且具有足够的精度,完全能满足工程设计的需要。 最后,介绍对象与类的概念和特点、面向对象的编程语言和环境,以及面向对象分析与设计的主要内容,在此基础上详细说明了面向对象的桥梁结构分析程序的实现和程序的前后处理问题。本文利用程序对一模型桥作计算分析,将试验值与计算结果进行比较,以验证程序的正确性;另外,分析比较了一座直线多室箱梁桥在不同支承方式下恒活载效应、预应力效应、次反力和二次内力的异同。
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