超宽梁拱组合桥梁计算分析

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1、万方数据国内图书分类号：TU398+．9国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文年级2Q12级姓名黄袒慰．申请学位级别工堂亟±专业叠銎墨隧道王猩指导老师廑继爰教援二零一四年六月密级：公开万方数据ClassifiedIndex：TU398+．9U．D．C：SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisTHECALCUL夕汀IONANDANALySISFORTHEG衄ERANDARCHCOMBNATIONBRⅡ)GEⅥTHSUPERⅥ厂IDEDECKCandidate：HuangZuweiAcademicD

2、egreeAppliedfor：MasterDegreeSpeciality：Bridge&TunnelEngineeringSupervisor：Prof．TangJishun万方数据西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密函使用本

3、授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：衷忽融日期：必／彩．7．弓艚柳躲倾研日期：a叫’．7．3，万方数据西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)参考国内外参考文献，对梁拱组合桥梁的发展和研究现状进行总结，并简要介绍了梁拱组合桥梁的设计计算方法；(2)介绍了有限元方法理论，并对有限单元法的基本原理、结构分析有限元方法的主要求解步骤以及大型通用有限元分析软件MIDAS／CML、ANSYS进行了介绍；(3)介绍了剪力一柔性梁格法的原理，对梁格划分的基本原则，纵横向梁格的弯曲刚度、扭转刚度及

4、剪切刚度的取值方法。(4)针对青白江大桥主跨主梁建立了实体有限元模型、忽略横坡的梁格法模型和改进后的梁格法模型。首先观察了实体有限元与忽略横坡梁格法模型计算结果的差异，分析原因，并对自带横坡的箱梁截面梁格法划分及刚度取值进行改进，最后对比了改进前后梁格法的计算结果。(5)参照青白江大桥的初步设计图纸，根据改进前后的梁格法对青白江大桥整体建立有限元模型。对桥梁的梁体在单独预应力和恒载+预应力下的结构响应进行了分析对比；对改进前后的梁格模型进行部分静力计算结果对比分析和动力计算结果对比分析。(6)对具有超宽桥面、异形拱圈及复杂吊杆体系的梁拱组合桥梁进行

5、合理吊杆张力的求解方法进行了探索。在探索中对刚性吊杆法进行了一定的改进，以适用于V型拱肋双吊索的桥梁计算。最后将采用影响矩阵目标函数优化法求解的吊杆张拉力形成的成桥线型以及受状态与改进后的刚性吊杆的计算结果进行简要对比。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出的贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：连J；；lIL随日期刎印．7．弓万方数据西南

6、交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要青白江大桥是一座跨径布置为40m+100rn+40m的V型外倾式拱桥，其桥面宽度达到54m。复杂的空间异型结构体系和超宽桥面构造加大桥梁结构受力分析的难度。仅通过以梁单元建立有限元模型进行计算，结果精度不足、不能很好的体现横向变形与内力分布；而使用实体有限元进行全桥建模分析计算虽然能满足计算精度要求但工作量过大，且耗时长。因此，考虑到桥梁主梁的大宽跨比，应该采用梁格法进行计算，这样计算量相对较小而且计算精度相对较高。从桥梁的拱圈位置和吊杆的位置分布来判断，其横向受力分析十分重要，关系到体系的平衡。因此本文认为在建

7、立有限元计算模型对桥梁进行分析时应当充分考虑主梁的横向刚度对桥梁结构体系造成的影响。而常用的梁格法在宽箱梁的应用上并不十分完善，未能考虑到横坡、宽翼缘等因素造成的影响，所以应对梁格法在宽箱梁的应用进行改进，以提高桥梁的计算精度。本文一共分五章。第一章简要介绍了梁拱组合桥梁的发展历程及设计计算方法；第二章详细阐述了剪力．柔性梁格法理论：第三章利用有限元软件ANSYS与MIDAS／CIVIL作为计算工具建立了以青白江大桥主跨主梁为研究对象的实体有限元模型和梁格法模型。通过对计算结果的对比分析，对一般的梁格划分和刚度取值方法进行改进。然后建立改进后的梁格

8、法模型，与改进前的模型进行结果对比；第四章运用改进前和改进后的梁格法对青白江大桥建立了整体有限元模型，并对成桥的静力和动力