简支梁刚接式桥面连续构造受力性能分析

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1、工程硕士学位论文简支梁刚接式桥面连续构造受力性能分析作者姓名刘小伟工程领域建筑与土木工程校内指导教师颜全胜教授校外指导教师乐小刚副教授级高工所在学院土木与交通学院论文提交日期2018年4月AnalysisofMechanicalBehaviorofRigidConnectedContinuousslab-deckonSimply-supportedGirderADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuXiaoweiSupervisor：Pr

2、of.YanQuanshengSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要桥面连续简支梁桥既有简支梁桥施工方便、造价低、受力明确等优点，同时也避免了在行车过程中由伸缩缝引起的颠簸，近几十年广泛应用于中小跨径桥梁的建设。桥面连续构造是桥面连续简支梁桥的关键部位，同时也是薄弱环节，其受力复杂，施工难度大，易损难修，一直是桥梁设计人员重点关注的问题。本文基于桥面连续简支梁桥的理论研究，对桥面连续构造进行了受力性能分析；基于弹塑性假设，借助有限元软件ANSYS探

3、讨了分析不同荷载工况下桥面连续构造内力分布状况，并分析各因素对桥面连续构造的影响。主要完成了以下工作：（1）基于“将桥面连续简支梁桥主梁在垂直力作用下简化成简支梁”这假设缺乏科学的理论依据的现状，本文考虑桥面连续构造对主梁的约束作用，基于带边界转动弹簧的简支梁模型，推导出在车辆荷载、二期铺装荷载、汽车制动力和整体温度作用下桥面连续构造最大拉应力计算公式。依托工程实例对比分析考虑桥面连续构造对主梁的约束作用和不考虑桥面连续构造对主梁的约束作用下桥面连续构造内力及主梁两端位移，数据表明桥面连续构造对主梁两端位移

4、和桥面连续构造内力影响很小，从桥面连续构造内力角度阐明主梁在垂直力作用下用简支梁的理论来分析桥面连续简支梁桥的科学性和合理性。（2）根据设置隔离层刚接式桥面连续简支梁桥提出简化模型，并推导了该简化模型在车辆荷载、二期铺装荷载及车道荷载作用下桥面连续构造的最大拉应力计算公式。依托牛牯岭大桥对桥面连续构造内力进行理论分析和有限元数值模拟分析，理论计算结果与有限元数值模拟结果两者相差较小，结果较为接近，验证了本文理论推导的正确性。（3）基于弹塑性理论运用ANSYS软件建立精细化有限元模型，分析了在车辆荷载和梯度降

5、温荷载作用下桥面连续构造的内力分布情况及最大拉应力；分析不同主梁跨度、桥面铺装层的弹性模量、梁缝宽度和桥面铺装层厚度等设计参数下桥面连续构造在车辆荷载和梯度降温荷载作用下的应力状态，并根据计算结果提出相关改进措施。关键词：简支梁桥；刚接式桥面连续；简化模型；非线性有限元IAbstractThesimplysupportedgirderbridgeswithlinkslabhavetheadvantagesofconvenientconstruction,lowcost,clearforce,etc.anda

6、lsoavoidsbumpscausedbyexpansionjointsduringdriving.Ithasbeenwidelyusedinsmallandmediumspansinrecentdecades.Bridgeconstruction.Thebridgedeckcontinuousstructureisakeypartofthecontinuousbridgebeambridgedeck,anditisalsoaweaklink.Ithascomplexforces,difficultcon

7、struction,andisdifficulttorepair.Ithasalwaysbeenakeyconcernforbridgedesigners.Inthispaper,basedonthetheoreticalstudyofthecontinuoussimple-supportedgirderbridge,themechanicalperformanceofthecontinuousdeckstructureisanalyzed.Basedontheelasto-plasticassumptio

8、n,thedistributionoftheinternalforcesofthecontinuousdeckstructureunderdifferentloadconditionsisanalyzedwiththehelpofthefiniteelementsoftwareANSYS.,andanalyzetheinfluenceofvariousfactorsonthecontinuousstructure