基于統(tǒng)計(jì)分析的連續(xù)彎箱梁橋?qū)嵱迷O(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、隨著城市建設(shè)和交通事業(yè)的發(fā)展，彎箱梁橋結(jié)構(gòu)經(jīng)常被選用。針對(duì)彎箱梁橋結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論和分析方法也得到很大發(fā)展。彎梁橋的一個(gè)主要受力特性就是彎扭耦合，這種作用受許多因素的影響和制約。導(dǎo)致要精確地確定彎梁橋結(jié)構(gòu)的受力性能比較困難。 目前，在彎箱梁橋的理論研究上需要進(jìn)一步提高認(rèn)識(shí)，提高操作性，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)規(guī)范化?；谀壳拔覈?guó)彎箱梁橋研究中存在的問(wèn)題與彎箱梁橋的快速發(fā)展現(xiàn)狀，急需提出結(jié)合工程實(shí)際的，工程師樂(lè)于接受的彎箱梁橋?qū)嵱迷O(shè)計(jì)方法?；?/p>

2、上述考慮，本文提出以以梁格系法為理論基礎(chǔ)編制的“斜彎坡及異形空間分析軟件系統(tǒng)3D-BSA”為結(jié)構(gòu)計(jì)算分析工具，以Matlab及Excel為數(shù)據(jù)處理工具，以統(tǒng)計(jì)分析的方法建立連續(xù)彎箱梁橋受力性能與各參數(shù)間的經(jīng)驗(yàn)公式，為彎箱梁橋的實(shí)用設(shè)計(jì)提出適當(dāng)建議或借鑒依據(jù)。 (1)以橋長(zhǎng)和圓心角為參數(shù)建立了48個(gè)二等跨連續(xù)彎箱梁橋模型，采用分步擬合和非線性函數(shù)擬合兩種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，擬合出極限狀態(tài)下的配筋內(nèi)力、單位位移及支承反力與圓心角和橋長(zhǎng)

3、的關(guān)系曲線。共有三種擬合結(jié)果，均比較可靠，并對(duì)工程設(shè)計(jì)提出建議。 (2)以橋長(zhǎng)和圓心角以及中間支承徑向外偏心距為參數(shù)建立了360個(gè)二等跨連續(xù)彎箱梁橋模型。通過(guò)先擬合圓心角，再擬合橋長(zhǎng)，最后擬合偏心距的三步單參數(shù)擬合方法和非線性函數(shù)lsqnonlinO法擬合出結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移和支承反力與三參數(shù)間的多項(xiàng)式關(guān)系；以上兩種方法都可定量反映偏心距對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響。通過(guò)先擬合偏心距，再擬合橋長(zhǎng)(或圓心角)的兩步單參數(shù)擬合法，提出用兩個(gè)指標(biāo)來(lái)表

4、征結(jié)構(gòu)反應(yīng)隨偏心距變化而變化的趨勢(shì)及程度。 (3)以圓心角、橋長(zhǎng)和預(yù)應(yīng)力度為參數(shù)，建立了180個(gè)二等跨連續(xù)彎箱梁橋模型。分別提出了跨中截面和支座截面上預(yù)應(yīng)力度的計(jì)算公式。采用兩步單參數(shù)擬合法，先擬合控制截面正應(yīng)力和位移與預(yù)應(yīng)力度之間的關(guān)系，再擬合關(guān)系曲線的系數(shù)和常數(shù)與橋長(zhǎng)或圓心角的關(guān)系；采用函數(shù)lsqnonlinO擬合法，綜合考慮預(yù)應(yīng)力度，圓心角以及橋長(zhǎng)的影響，擬合正應(yīng)力和位移與三參數(shù)間的多項(xiàng)式關(guān)系曲線。提出了位移隨預(yù)應(yīng)力度變化

5、的四個(gè)指標(biāo)。 (4)以圓心角和橋長(zhǎng)為參數(shù)，建立了30個(gè)二等跨連續(xù)彎箱梁橋模型。主要研究自重、徐變、升溫、降溫、二期恒載、汽車及掛車等荷載正應(yīng)力隨著圓心角、橋長(zhǎng)的變化對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響規(guī)律及其所占的影響比重。用函數(shù)lsqnonlinO來(lái)擬合各種荷載正應(yīng)力隨圓心角以及橋長(zhǎng)共同變化的關(guān)系曲線；用單參數(shù)法來(lái)擬合各荷載正應(yīng)力與自重正應(yīng)力之比以及在同號(hào)應(yīng)力中所占的比重隨圓心角或橋長(zhǎng)的關(guān)系曲線。對(duì)所關(guān)心的支座截面和跨中截面上的荷載的影響比重隨圓

6、心角及橋長(zhǎng)的變化規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)的討論。 (5)以橋長(zhǎng)和支承偏心距為參數(shù)，分別建立了72個(gè)30°圓心角和72個(gè)60°圓心角的三跨連續(xù)彎箱梁橋模型。對(duì)單位位移、支承反力、極限狀態(tài)配筋內(nèi)力進(jìn)行了分析，得出結(jié)構(gòu)受力與橋長(zhǎng)、支承偏心距間的關(guān)系曲線。認(rèn)為當(dāng)其它條件相同，只有跨數(shù)不同時(shí)，支承偏心對(duì)彎箱梁橋的結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響趨勢(shì)是相同的，只是關(guān)系曲線的表達(dá)式的項(xiàng)數(shù)或系數(shù)不同而已。 總之，用統(tǒng)計(jì)分析的方法建立連續(xù)彎箱梁橋結(jié)構(gòu)反應(yīng)與各影響參數(shù)