城市连续刚构小半径弯梁立交桥结构计算分析研究

论文摘要

论文首先分析城市连续刚构小半径弯梁立交桥的由来,总结该桥型受力特点和设计要点。针对成都市沙河堡新客站片区北匝道连续刚构小半径钢箱弯梁钢墩立交桥,采用大型有限元软件MIDAS/CIVIL2010建立基于梁单元的全桥空间有限元模型；详细计算分析恒载、汽车活载、离心力、系统温度、温度梯度、风荷载和制动力单独作用和多种必要荷载组合作用下的桥梁效应；分析成桥阶段和运营阶段的桥梁弹性稳定性,得出其稳定系数和相应模态；利用子空间迭代法计算桥梁的自振周期和振型,采用反应谱法和时程分析法对桥梁地震响应进行计算分析,了解桥梁的抗震性能。采用大型有限元软件ALGOR建立了全桥详细板壳单元模型,计算分析桥梁在恒载、不利汽车荷载和系统温度组合作用下的变形和详细应力。最后,对恒载作用下中间桥墩双支座、单支座对应于不同偏心距的主梁扭转变形、支座反力和结构自振特性进行对比计算分析,并对恒载和汽车荷载作用下中间桥墩处主梁最不利扭转变形进行对比计算分析。由此,作者较清晰地认识了连续刚构小半径弯梁桥的静力性能和动力性能,掌握了复杂桥梁的计算分析方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 城市连续刚构小半径弯梁立交桥由来
• 1.2 城市连续刚构小半径弯梁立交桥结构受力特点
• 1.3 城市连续刚构小半径弯梁立交桥结构设计要点
• 1.4 论文的主要工作
• 第2章 基于梁单元全桥模型静力计算分析
• 2.1 桥梁结构设计
• 2.2 全桥空间有限元模型建立
• 2.2.1 有限元建模概述
• 2.2.2 主梁模拟
• 2.2.3 基础模拟和地基作用模拟
• 2.2.4 边界条件模拟
• 2.3 静力计算荷载作用
• 2.4 恒载作用计算分析
• 2.5 汽车荷载作用计算分析
• 2.6 汽车荷载离心力作用计算分析
• 2.7 温度荷载作用计算分析
• 2.8 风荷载作用计算分析
• 2.9 汽车制动力荷载作用计算分析
• 2.10 各分项荷载作用计算汇总
• 2.11 运营阶段荷载组合作用计算分析
• 2.12 小结
• 第3章 基于梁单元全桥模型稳定和动力计算分析
• 3.1 稳定性计算分析
• 3.1.1 桥梁稳定概述
• 3.1.2 成桥阶段稳定性分析
• 3.1.3 运营阶段稳定性分析
• 3.2 自振特性计算分析
• 3.2.1 自振特性理论
• 3.2.2 自振特性计算分析
• 3.3 地震反应谱计算分析
• 3.3.1 反应谱分析理论
• 3.3.2 输入地震动
• 3.3.3 反应谱振型分析
• 3.3.4 反应谱及其组合的计算分析
• 3.4 地震时程计算分析
• 3.4.1 时程计算理论
• 3.4.2 输入地震动
• 3.4.3 地震时程计算分析
• 3.5 小结
• 第4章 基于板壳单元全桥模型静力计算分析
• 4.1 基于板壳单元全桥空间有限元模型的建立
• 4.2 恒载作用计算分析
• 4.2.1 恒载作用主梁计算分析
• 4.2.2 恒载作用钢墩计算分析
• 4.3 恒载、汽车荷载和温度组合作用计算分析
• 4.3.1 恒载、汽车荷载和温度组合作用主梁计算分析
• 4.3.2 恒载、汽车荷载和温度组合作用钢墩计算分析
• 4.4 小结
• 第5章 弯桥支座选择和横向位置对受力影响计算比较
• 5.1 双支座与单支座的选择和横向位置
• 5.2 不同支座布置恒载作用计算分析
• 5.2.1 扭转变形方面
• 5.2.2 支座反力方面
• 5.3 不同支座布置恒载作用自振特性计算分析
• 5.4 不同支座布置恒载和汽车荷载作用计算分析
• 5.5 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目