基于格柵結(jié)構(gòu)理論的彎箱梁橋建模研究.pdf

1、隨著高等級公路和城市主干道建設(shè)的快速發(fā)展,必然要修建大量的互通式立交和高架橋.曲線箱形梁橋以其良好的結(jié)構(gòu)性能以及經(jīng)濟(jì)、美觀、實(shí)用等特點(diǎn),在互通式立交的橋梁工程和高架橋中越來越多地被采用.然而由于曲線箱梁橋在力學(xué)性能、荷載、構(gòu)造、施工等方面的復(fù)雜性,有許多問題急待解決,特別是分析計(jì)算理論方面.現(xiàn)在分析理論很多,但真正能用于工程設(shè)計(jì)的分析方法并不多,格柵結(jié)構(gòu)理論是個很好的選擇.但格柵結(jié)構(gòu)模型的建立是否合理對結(jié)果的影響比較大,如何合理建模還需

2、進(jìn)一步探討.本文從三個方面探討基于曲線箱梁橋的格柵結(jié)構(gòu)的模型優(yōu)化問題,得出了彎箱梁橋在格柵結(jié)構(gòu)建模中的一些有益的結(jié)論.首先,本文分析了彎箱梁橋的力學(xué)性能,結(jié)合國內(nèi)外學(xué)者的建模經(jīng)驗(yàn)和筆者在工程實(shí)踐中的計(jì)算建模經(jīng)驗(yàn),指出了基于格柵結(jié)構(gòu)理論模型的彎箱梁橋的網(wǎng)格劃分的原則和截面特性的各種參數(shù)確定的合理方法,并通過一個工程實(shí)例予以說明.其次,在經(jīng)典梁理論的基礎(chǔ)上,本文推導(dǎo)出考慮剪切變形的平面梁和空間梁單元剛度矩陣,闡述了剪切變形系數(shù)的計(jì)算方法,討

3、論了在不同箱梁截面高度情況下,剪切變形對結(jié)構(gòu)內(nèi)力值和變形值的影響,并與不考慮剪切變形影響的結(jié)果作比較,得出有關(guān)結(jié)論,并對工程設(shè)計(jì)計(jì)算做出了一些建議.再次,本文將預(yù)應(yīng)力鋼索作為索單元,根據(jù)空間的索單元與梁單元的主從約束關(guān)系,導(dǎo)出空間的索單元與梁單元的位移關(guān)系,即鋼混協(xié)作關(guān)系.基于這種關(guān)系,程序可以利用初應(yīng)變來實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力的加載.這樣,在對橋梁的施工階段和使用階段的內(nèi)力值和位移值進(jìn)行計(jì)算分析時(shí),基于鋼混協(xié)作關(guān)系編制的程序能自動考慮混凝土的收縮