曲线梁侧倾式异形人行拱桥受力特性分析

发布时间：2024-03-27 04:24

　　随着社会经济的发展,城市桥梁对桥梁美学和艺术人文造型更加看重,曲线梁侧倾式异形人行拱桥具有概念新颖、造型优美等优点,但是空间结构的复杂导致了同类桥梁在国内外均较为罕见,对其受力行为认知的不充分制约了同类型桥梁的发展。本文以成都麓湖Q10设计方案为工程背景,对该桥的静动力特性和承载能力进行分析和探究。成都麓湖Q10人行桥方案是一座造型特殊的异形人行拱桥,其结构形式设计为两跨拱肋侧倾的下承式拱桥。主梁为“S”形曲线布置。拱肋朝着曲线梁圆心方向倾斜,通过拱肋外倾来保证整个体系受力平衡。麓湖Q10人行桥设计由于地形的限制和需要伴生在公路桥两侧,因此其实际设计参数受到多方面因素制约,几何关系复杂,拱肋、主梁和吊索的布置形式均发生异化。因此其非线性强,结构的稳定性问题突出,需要对结构设计参数进行详细计算分析,并探究影响结构受力行为的相关参数。本文采用ANSYS建立杆梁有限元模型,分析了主梁高度、中间支承形式、拱肋倾角和拱肋截面尺寸等参数变化对于此类桥梁各荷载工况下的受力和变形等行为的影响程度和影响规律。研究结果表明,通过增大主梁高度和拱肋高度来提高构件刚度的方式可以有效改善结构受力和变形,单独增加...

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
        1.1.1 异形拱桥发展概况
        1.1.2 异形拱桥结构特点
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 拱桥计算分析理论发展
        1.2.2 异形拱桥分析研究现状
    1.3 论文的主要工作与技术路线
第2章 拱桥计算理论及方法
    2.1 稳定性计算理论
        2.1.1 拱桥稳定理论概述
        2.1.2 稳定判别准则
        2.1.3 稳定安全系数
        2.1.4 稳定问题的计算方法
    2.2 非线性有限元计算理论
        2.2.1 几何非线性
        2.2.2 材料非线性
    2.3 人致振动计算理论
        2.3.1 连续行走模型
        2.3.2 人群荷载模型
    2.4 本章小结
第3章 有限元模型及静力分析
    3.1 工程概况
    3.2 有限元模型
        3.2.1 单元模拟
        3.2.2 荷载工况及荷载组合
        3.2.3 横向风荷载方向
    3.3 相关参数影响探讨
        3.3.1 主梁高度
        3.3.2 中间支承
        3.3.3 拱肋倾角
        3.3.4 拱肋截面
    3.4 本章小结
第4章 动力特性及人致振动响应
    4.1 自振特性
        4.1.1 相关参数的影响
        4.1.2 模态分析
    4.2 舒适度评价
        4.2.1 舒适度评价方法
        4.2.2 加速度响应的计算
    4.3 人群荷载模型
        4.3.1 等效同步人群荷载
        4.3.2 阻尼比的选择
        4.3.3 阻尼系统设计
    4.4 振动响应及结构参数影响分析
        4.4.1 主梁高度
        4.4.2 中间支承
        4.4.3 拱肋倾角
        4.4.4 拱肋截面
    4.5 本章小结
第5章 屈曲稳定和极限承载力分析
    5.1 屈曲稳定分析
        5.1.1 荷载工况
        5.1.2 弹性稳定分析
    5.2 极限承载能力分析
        5.2.1 结构承载能力安全系数
        5.2.2 加载模式的影响
        5.2.3 屈服强度的影响分析
        5.2.4 屈后强度影响分析
        5.2.5 拱肋屈服的影响分析
    5.3 本章小结
结论与展望
    主要结论
    展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间参与的科研实践项目



本文编号：3940184