整体式无缝桥梁的非线性有限元模型及受力性能研究

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整体式无缝桥梁应用于量大面广的中小桥,改变了过去的设计思想,是桥梁建设领域的一大进步,在世界各国得到大力推广应用。虽然国内外对整体式无缝桥梁的实践有近半个世纪,但是由于复杂的结构-土共同作用,工程师们对其设计理论却不能达到统一意见,只是凭借工程师自身经验,不断总结、不断观察、不断试验地进行设计。国内对整体式无缝桥梁全桥模型受力性能的研究文献鲜有报道,采用特别适合于岩土工程分析的大型非线性有限元软件ABAQUS进行全桥分析更是尚未见文献报道,所以对整体式无缝桥梁进行全桥模型及受力性能的研究是具有重要的理论意义和工程价值,对无缝桥梁的发展和更广泛的应用具有一定的推动作用。论文所做的主要工作及得到结论如下:  (1)对一座国内正在使用的预应力混凝土整体式无缝桥梁,利用大型非线性有限元分析软件ABAQUS,采用理想线弹性模型模拟桥梁主体结构,采用Mohr-Coulomb模型模拟台后土体及桩周土体,对于结构与土体接触采用罚函数法,并在考虑地基初始地应力平衡下,建立了整体式无缝桥梁与台后土体及桩周土体相互作用的三维非线性有限元计算模型;分析在自重及温度荷载作用下整体式无缝桥梁的受力情况,通过与实桥的应力实测值及其他不同方法进行对比分析,验证所提出的计算模型的可行性。  (2)根据已建整体式无缝桥梁的结构形式及尺寸,拟定整体式无缝桥梁结构及构造尺寸,并建立多个非线性有限元模型,采用参数分析的方法,分别分析在自重及温度荷载作用下不同地基条件、桥台高度、桥梁长度对主梁、桥台、桩基、搭板的受力性能及变形影响,结果得到:地基条件、桥台高度对主梁、桥台、桩基受力影响较大;桥梁长度对桥台、桩基、搭板受力影响较大。  本文通过对比和参数分析的方法,分析了在自重和温度荷载作用下,整体式无缝桥梁受力性能与变形情况,为整体式无缝桥梁的设计提供一定的参考意见。
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