波形腹板钢底板钢混组合梁桥荷载横向分布及影响因素研究

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波形腹板钢底板是一种新型结构形式,相比传统波形钢腹板结构,其最大不同是采用了全钢底板代替了混凝土底板,这种结构自重更轻、力学性能更优、施工更加快捷。目前,对于这种结构横向分布性能的研究还很欠缺。因此,对新型结构横向分布性能的研究更加具有工程实用价值和理论意义。本论文依托甘肃公路G1816景泰至中川机场段公路工程,通过现场测试结果,结合ANSYS有限元模型,主要从以下方面进行了深入的研究:通过不同理论算法的基本假设、适用条件选取了适合于新型简支梁、连续梁桥的算法,并与实测值、有限元值进行了对比分析。对横向分布系数影响因素进行了参数分析,通过数值拟合得出了适用于新型简支梁桥荷载横向分布系数m的简化计算公式,并对其计算结果与实测值进行了对比分析。对横向分布系数沿桥梁纵向的变化进行了研究,得出了变化规律。对支座处分布系数计算方法的适用性进行了探究。建立了多个ANSYS有限元模型,通过有限元模型模拟了横向联系不同设置类型、设置间隔对于荷载横向分布的影响。在原有基础上提出了适合该类桥梁的横向联系方式,以及横向联系设置形式。本论文对新型组合梁桥的横向分布进行了研究,计算分析表明:运用修正刚性横梁法、刚接梁法的计算结果与实测值、有限元值进行了对比分析,得出了修正刚性横梁法、刚接梁法同样适用于这种新型结构形式。新型双主梁简支梁桥沿桥梁纵向1/8L~7/8L之间的分布系数可以近似使用跨中截面来代替。利用杠杆原理法计算所得的支座处分布系数与有限元法计算的结果相比,杠杆原理法计算结果偏于安全。对数值拟合得出的简支梁桥横向分布系数m简化公式计算结果与实测数据行了对比,其最大误差在6.1%,误差在允许范围内,从而验证了拟合公式的正确性。只考虑箱间横向联系结构形式时,X型横向联系的刚度为最佳刚度,其结构形式的性价比最高。只考虑横向联系设置厚度时,对于X型横向联系与K型横向联系,其最佳的横向联系厚度为20mm,对于方钢型横向联系与工字钢型,其最佳的横向联系厚度为30mm。只考虑横向联系布置间隔时,跨中设置一道箱间横向联系是最经济、高效的横向联系布置方式。本文对该新型结构横向分布的研究结果,为大力推广该类新型组合梁桥应用提供理论参考,为相应的通用图编制提供参考,对于工程设计人员合理设置箱间横向联系具有参考价值。
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