c匝道简支钢箱梁桥的力学性能分析

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1、硕士学位论文MASTER'SDISSERTATION论文题目C匝道简支钢箱梁桥的力学性能分析作者姓名蔡国杰学科专业力学指导教师徐耀玲教授2015年5月中图分类号：O343.2；TU997学校代码：10216UDC：531密级：公开工学硕士学位论文C匝道简支钢箱梁桥的力学性能分析硕士研究生：蔡国杰导师：徐耀玲教授申请学位：工学硕士学科专业：力学所在单位：建筑工程与力学学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicsANALYSISONMECHANICSPROPERTIESOFCRAMPSIMPIYSUPPORTEDSTE

2、ELBOXGIRDERBRIDGESByCaiGuojieSupervisor:ProfessorXuYaolingYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《C匝道钢箱梁桥的力学性能分析》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《C匝道钢

3、箱梁桥的力学性能分析》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本人如需发表将署名燕山大学为第一完成单位及相关人员。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要随着公路交通运输的迅速发展，曲线钢箱梁桥在现代交通中

4、应用越来越广泛。因为匝道上布置桥梁墩位时要充分考虑到所跨越的桥梁和地面道路系统，并留出现有和规划的公共设施位置，所以通常选择曲线钢箱梁桥。钢箱梁是典型的空间薄壁结构，弯扭耦合作用使得其即使在恒载作用下的应力分布也比较复杂，因此必须按照设计规范对其力学性能进行仿真分析。首先本论文采用有限元软件ANSYSWorkbench和ANSYS/LS-DYNA，对昆明南连线高速公路40米C匝道钢箱梁桥进行了数值仿真。根据设计图纸建立了整桥的有限元模型，按照公路桥涵设计通用规范，确定了荷载。通过静力分析得到了整桥应力分布及不同工况下的最不利位置。其次通过自振特性分析得到了该桥的固有频

5、率和振型，验证其是否满足规范，为其动力学分析和克服共振和有害振动提供了基础。最后是用ANSYS有限元软件采用板壳单元建模，利用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA采用ALE多物质流固耦合算法对该桥做爆炸模拟，得出不同量的炸药对该桥的同一位置和同种爆炸量在不同高度响应，本文进行了对比分析，研究其对钢箱梁桥破坏程度的影响和破坏机理。本文对C匝道简支钢箱梁桥的分析计算获得的结论将对于同类型桥梁设计具有一定的理论意义和工程实际应用价值。关键词：曲线钢箱梁桥；有限单元法；静动力分析；爆炸响应-Ι-AbstractWiththerapiddevelopmentofhighw

6、aytransportation,thecurvedsteelboxgirderbridgeismoreandmorewidelyappliedinmoderntransportation.Becausewhenwedecoratethepierofabridge,weshouldconsiderthebridgeandthegroundtransportationsystemsthatcrossedthehighway.Inaddition,wealsoshouldleavepositionofexistingandplanningofpublicfacilitie

7、s.Soweusuallychoosethetcurvedsteelboxgirderbridge.Asthesteelboxgirderisatypicalspacethin-walledstructure,bendandtorsioncouplingmakesitmorecomplexevenundertheactionofdeadloadstressdistribution.Thereforeitmustbecarriedoutmechanicalperformancesimulationanalysisinaccordancewiththed