大悬臂展翅混凝土连续箱梁桥横向受力分析

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1、大悬臂展翅混凝土连续箱梁桥横向受力分析-->第一章绪论1.1大悬臂展翅混凝土连续宽箱梁结构形式与特点随着国内经济的快速发展，城市交通流量的日益增加和城市建设的快速发展，人们对对桥梁的美观、外形及功能方面的要求越来越高，不但要求建造的桥梁满足设计的使用要求,而且要求其能形象的反应城市及其乡村的人文地理风貌,迎合城市的整体布局规划与人文文化环境,保持整体设计目标与地理环境相协调。大悬臂展翅混凝土连续宽箱梁由于其自身的优点而越来越多地被采用。大悬臂展翅混凝土连续宽箱梁结构外形优美、线条美观轻巧、施工方便。并且该类桥墩柱占地少，不影响桥下车辆通行，支撑桥面宽，能有效的满足了桥上

2、日渐增加的交通量及桥下大量的人流车流量;同时节约了施工工程用地和减小周围民居及建筑物的拆迁数量。大悬臂混凝土连续箱梁可搭配的桥墩形式较多,桥墩可以选择T形墩、双柱墩、Y形墩、曲顶独柱墩等。T形墩施工方便,双柱墩简洁敦实,给人以安全感,Y形墩,造型美观,受力合理，曲顶独柱墩上下部过渡流畅,造型优美[1]。可以根据桥梁所处的环境和美学方面内容，选择合适的桥墩，是建造的桥梁更符合环境和当地人文。大悬臂混凝土连续箱梁桥由于其悬臂比较长，使得箱梁桥结构处于三向受力状态，应力分布也比普通连续箱梁桥复杂的多，通常必须釆用预应力悬臂结构来满足设计要求。预应力悬臂结构相对于普通混凝土结构

3、可以使桥梁结构受力更合理，可以充分发挥预应力悬臂梁的受力特点，同时可以比普通混凝土结构更加节约材料。图1-1为建成的横琴二桥南引桥的效果图。.....1.2大悬臂展翅预应力连续箱梁的研究现状箱梁是一种闭口薄壁结构，结构抗扭性能好，箱梁截面的顶板和底板面积比较大，能够有效承担正负弯矩，满足结构的受力及配筋的需要。箱梁结构常用的截面形式包括单箱单室、单箱多室、多箱单室、多箱多室等。截面形式的选取主要考虑桥面宽度，墩台构造形式、施工要求等。大悬臂混凝土连续箱梁桥以其自身的优点,在公路及铁路桥梁上得到广泛应用。并且伴随着箱形梁桥实践的不断发展，微型计算机的快速发展和普及，以及大

4、型通用有限元软件的出现和快速发展，使得针对大悬臂混凝土连续箱梁桥的理论计算方法和手段也得到了较大的发展。国内外学者和工程技术人员做了大量的实验和研究，发表了许多相关学术论文，给出了许多工程实用的或者精确的计算方法。总结这些方法，可以将它们分成两大类：解析法和数值法[2]。解析法，由于箱形梁的受力问题是一个复杂的空间分析问题，为了简化问题实验解析法时会采用一些假定和近似处理方法使[3]。例如把作用于箱形梁上的偏心荷载分解为对称荷载和反对称荷载。对称荷载作用时，用梁的弯曲理论来求解；反对称荷载作用时，按薄壁杆件扭转理论分析；然后将对称荷载和反对称荷载作用下的两种计算结果进行

5、叠加，作为偏心荷载下的总的结果。根据箱梁截面刚度的不同，扭转分析又可以分为截面不变形(刚性扭转)和截面变形(畸变)两种情况进行分析。通过荷载分解，使许多学者可以对某个单项问题进行比较深入的探讨。解析法的另一显著的特点是采用若干假定，如对于位移模式的假定等。解题的一般步骤是：先假定位移模式；有了结构的位移后，可以进一步求得截面上各点的应力和应变；在此基础上，或根据力的平衡条件和变形协调条件，或应用变分原理建立控制微分方程[4]；通过解微分方程便可以得到位移和应力。......第二章大悬臂展翅混凝土连续箱梁桥空间模型2.1有限元方法及Ansys简介有限元分析的基本概念是用简

6、单的问题代替复杂问题后再求解。它将整个结构分解为有限多个小单元，对每一单元假定一个合适较简单的近似解，然后把它们互相连接而形成集合体，再推导求解这个集合体总的满足条件，从而得到问题的解。其基本思想在于“化整为零”，即将连续体离散化。具体地说，有限单元法就是通过利用简单而又相互作用的基本元素——单元，实现了用有限数量的已知量去逼近无限未知量的真实系统。有限元模型是真实系统理想化的数学抽象，它由一些简单形状的单元组成，单元之间通过节点连接，并承受一定荷载。其中节点表示了空间中的坐标位置，具有一定自由度和存在相互物理作用。单元则表示了一组节点自由度相互作用的数值、矩阵描述(称

7、为刚度或系数矩阵)。单元有线、面或实体以及二维或三维的单元等种类。每个单元的特性是通过一些线性方程来来描述的。作为一个整体，单元形成了整体结构的数学模型。有限元法通过将连续的结构离散成有限个单元，并在每一个单元中设定有限个节点，将连续体看作是只在节点处相连接的一组单元的集合体；同时选定场函数的节点值作为基本未知量，并在每一单元由假设一近似插值函数以界定单元中场函数的分布规律；进而利用力学变分原理去建立用以求解节点未知量的有限元法方程，从而将一个连续域中的无限自由度问题化为离散域中的有限自由度问题。一经求解就可以利用解得的节点值和设定的插值