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《板桁結(jié)合型加勁梁受力機理與計算理論研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：U44，U4510710-2010021065博士學(xué)位論文板桁結(jié)合型加勁梁受力機理與計算理論研究秦鳳江導(dǎo)師姓名職稱周緒紅教授狄謹教授申請學(xué)位類別博士學(xué)科專業(yè)名稱橋梁與隧道工程論文提交日期2014年11月10日論文答辯日期2015年6月20日學(xué)位授予單位長安大學(xué)TheResearchfortheStressMechanismandtheCalculatingTheoryofDeck-TrussCompositeStiffeningGirderADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorCandidate：
2、QinFengjiangSupervisor：Prof.ZhouXuhongProf.DIJinChang’anUniversity,Xi’an,China論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明：本人所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除論文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對論文的研宄做出重要貢獻的個人和集體，均己在文中以明確方式標明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個人或集體己經(jīng)公開發(fā)表的成果。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名:年<月V日論文知識產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識產(chǎn)權(quán)歸屬學(xué)校。學(xué)校享有以任
3、何方式發(fā)表、復(fù)制、公開閱覽、借閱以及申請專利等權(quán)利。本人離校后發(fā)表或使用學(xué)位論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時，署名單位仍然為長安大學(xué)。論文作者簽名%/y年/月^日導(dǎo)師簽名：fij;:年<月>曰摘要本文以岳陽洞庭湖大橋為背景，結(jié)合交通運輸部建設(shè)科技項目《大跨徑鋼桁加勁梁懸索橋關(guān)鍵技術(shù)研究》（2013318798320），在總結(jié)國內(nèi)、外已有板桁結(jié)合型加勁梁理論與試驗研究成果的基礎(chǔ)上，采用有限元仿真分析、理論推導(dǎo)方法對板桁結(jié)合型加勁梁的受力機理、連續(xù)化分析方法、考慮剪力滯與剪切效應(yīng)的彎曲計算理論及約束扭轉(zhuǎn)計算理論進行了研究。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如
4、下：采用板-梁混合精細有限元方法對結(jié)合型加勁梁的受力機理進行了研究，得到了豎向橋面荷載在板桁結(jié)合型加勁梁橋面系的傳遞路徑與傳力比，研究了節(jié)間長與主桁寬度比、節(jié)間橫梁數(shù)量、節(jié)點、節(jié)間橫梁豎向剛度比、節(jié)點橫梁與橋面板的豎向剛度比等參數(shù)變化對橋面系傳力比的影響，以表格的形式給出了不同板桁結(jié)合型加勁梁幾何尺寸參數(shù)對應(yīng)的橋面系傳力比數(shù)值，提出了橋面系傳力比之間的基本關(guān)系式及豎向橋面荷載作用下上弦桿、中央縱梁與橫聯(lián)桁架的簡化受力模式。基于能量原理推導(dǎo)了板桁結(jié)合型加勁梁主桁架腹桿和平聯(lián)的連續(xù)化等效板厚計算公式，根據(jù)板桁結(jié)合型加勁梁連續(xù)化等效原則構(gòu)造了板桁結(jié)合型加勁
5、梁的連續(xù)化等效截面；基于剛性扭轉(zhuǎn)與截面等翹曲假設(shè)，采用數(shù)值積分方法推導(dǎo)了板桁結(jié)合型加勁梁等效截面扭轉(zhuǎn)剛度與U型肋正交異性鋼橋面板的剪切等效厚度計算公式。以岳陽洞庭湖大橋為研究對象，將連續(xù)化分析方法與精細有限元法的位移與應(yīng)力計算結(jié)果進行了對比，結(jié)果表明連續(xù)化分析方法具有較高的計算精度，同時大幅提高了計算效率。基于板桁結(jié)合型加勁梁連續(xù)化分析方法，建立板桁結(jié)合型加勁梁剪力滯效應(yīng)分析理論模型，考慮正交異性鋼橋面板法向與切向等效厚度的差異，在采用附加翹曲位移法修正加勁梁軸力平衡條件的基礎(chǔ)上構(gòu)造了板桁結(jié)合型加勁梁鋼橋面板的剪力滯縱向翹曲位移函數(shù)，基于能量變分原理
6、推導(dǎo)了板桁結(jié)合型加勁梁剪力滯效應(yīng)控制微分方程，獲得了靜定板桁結(jié)合型加勁梁剪力滯效應(yīng)計算公式，采用精細有限元方法驗證了理論公式的正確性；最后，結(jié)合橋面板有效寬度系數(shù)定義，給出了可供設(shè)計取用的靜定板桁結(jié)合型加勁梁鋼橋面板有效寬度系數(shù)公式?；谀芰孔兎衷硗茖?dǎo)了考慮剪力滯與剪切效應(yīng)影響的板桁結(jié)合型加勁梁豎向撓度曲線公式，結(jié)合靜定板桁結(jié)合型加勁梁算例分析了剪力滯與剪切效應(yīng)對豎向撓度的提高程度，結(jié)果表明剪切附加撓度占總撓度的比例為30%~50%，而剪力滯效應(yīng)附加撓度的比例不超過10%；根據(jù)板桁結(jié)合型加勁梁桁架體系的剪切與軸向受力特點，推導(dǎo)了主i桁架、K形平聯(lián)及
7、X形平聯(lián)桿件軸力計算公式；基于板桁結(jié)合型加勁梁橋面荷載傳遞機理，推導(dǎo)了“W”形橫聯(lián)桁架內(nèi)、外腹桿的軸力計算公式?？紤]鋼正交異性橋面板、主桁架、平聯(lián)桁架法向與切向等效厚度的差異，采用連續(xù)化方法將板桁結(jié)合型加勁梁等效為薄壁箱梁，推導(dǎo)了計入弦桿單元影響的薄壁單元剪切受力平衡條件，得到了約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力與薄壁約束扭轉(zhuǎn)剪力流計算公式；基于烏式第二理論的一般原則建立板桁結(jié)合型加勁梁截面的約束扭轉(zhuǎn)控制微分方程，采用初參數(shù)法獲得了板桁結(jié)合型加勁梁截面扭轉(zhuǎn)角θ、約束扭轉(zhuǎn)程度β'、約束扭轉(zhuǎn)雙力矩B以及截面翹曲扭矩Tω的計算公式；為了更有效的求解板桁結(jié)合型加勁梁的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，
8、依據(jù)薄壁梁彎曲、扭轉(zhuǎn)幾何特征的求解過程，推導(dǎo)了板桁結(jié)合型加勁梁截面的彎曲、扭轉(zhuǎn)幾何特征參數(shù)計算公式。采用文中
