铁路矮塔斜拉桥主梁空间应力分析

发布时间：2023-02-16 10:07

　　为研究大跨度铁路矮塔斜拉桥箱形梁在施工过程及运营过程中的应力分布特征,以在建的一座单箱单室预应力混凝土矮塔斜拉桥─新疆喀腊塑克水库桥(140+260+140)m为工程背景,采用有限元数值模拟方法,完成以下工作:首先,基于背景桥梁,运用有限元软件Midas Civil建立了全桥平面梁单元模型,计算分析了未挂索最大双悬臂状态、最大双悬臂状态和成桥状态主梁上、下缘正应力分布情况,通过梁单元理论确保施工过程中结构的整体安全。同时,得到的内力结果为后期用来分析塔梁固结部位局部应力的模型施加边界条件提供依据。其次,考虑到主梁各个截面上的应力通过平面梁单元模型来解答的话仅能得到应力平均值,由该平均值来表达某些纵向应力沿横向变化较大的截面应力状态的话误差较大。应用有限元软件Midas Fea建立结构实体单元模型,研究了选取的关键施工阶段主梁上、下缘正应力分布特征。与梁单元模型得到的应力结果进行对比分析,指出仅依靠梁单元模型分析结构时应力偏差较大的截面位置,说明这些截面上纵向应力沿横向分布不均现象明显的成因。另外,研究了主力组合作用下塔梁固端约束区域内横向应力及主应力分布状况,指出该区域混凝土应力危险范...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 矮塔斜拉桥发展概况
        1.1.1 矮塔斜拉桥的起源
        1.1.2 国外发展状况
        1.1.3 国内发展状况
    1.2 矮塔斜拉桥的概念及特征
        1.2.1 矮塔斜拉桥的概念
        1.2.2 矮塔斜拉桥结构特点
        1.2.3 矮塔斜拉桥结构体系
        1.2.4 矮塔斜拉桥非线性理论
    1.3 国内外研究动态
    1.4 本文主要研究内容与方法
2 箱梁分析理论
    2.1 箱梁空间应力分析的必要性
    2.2 空间预应力钢束作用机理
    2.3 箱梁桥结构空间分析方法
    2.4 箱梁受力特点
    2.5 薄壁箱梁畸变应力
    2.6 本章小结
3 整体结构梁单元模型分析
    3.1 工程概况
        3.1.1 总体设计方案
        3.1.2 施工步骤
        3.1.3 具体施工控制
    3.2 梁单元模型的建立与分析
        3.2.1 未挂索最大悬臂状态主梁应力
        3.2.2 最大悬臂状态主梁应力
        3.2.3 成桥状态主梁应力
        3.2.4 体系转换对主梁应力的影响
    3.3 本章小结
4 实体单元模型分析
    4.1 空间有限元分析软件简介
    4.2 未挂索最大悬臂状态主梁应力分布特征
        4.2.1 未挂索最大悬臂状态模型的建立
        4.2.2 主梁纵向正应力分布特征
        4.2.3 实体单元模型与梁单元模型纵向应力的对比分析
        4.2.4 自重+纵、横向预应力作用下主梁横向应力分布
    4.3 成桥状态主梁应力分布特征
        4.3.1 成桥阶段实体单元模型的建立
        4.3.2 成桥状态主梁纵向应力分布
        4.3.3 实体单元模型与梁单元模型纵向应力的对比分析
        4.3.4 成桥状态主梁纵向应力沿宽度分布特征
    4.4 本章小结
5 运营荷载下塔梁固结处局部应力分析
    5.1 三向预应力钢束的模拟
    5.2 边界条件及计算工况
    5.3 边界条件验证
    5.4 分析结果
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3744017