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特大跨度钢箱系杆提篮拱桥关键部位受力分析

作　者: 于海峰
导　师: 叶梅新; 张晔芝
学　校: 中南大学
专　业: 力学
关键词: 钢箱提篮拱 局部分析 应力集中 弹塑性分析
分类号: U448.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


XJ特大桥是目前世界上跨度最大的铁路钢箱提篮拱桥,主跨为450m,采用中承式有推力式体系。该桥关键部位结构构造和受力情况复杂。本文在全桥整体分析的基础上选取各类构件中受力最不利且具有代表性的关键部位进行了局部精细弹塑性有限元分析,主要工作及成果如下：1、对局部分析的计算方法进行了研究和比较,确定了关键部位的建模方法、截取原则和边界条件的施加方法。2、对全桥的计算结果进行分析比较,选取了拱肋与横撑HC3连接处,吊杆DO与主纵梁、拱肋连接处,吊杆D14与主纵梁、拱肋连接处共5个关键部位作为局部精细有限元分析对象。3、对5个关键部位进行了弹性分析。结果表明,在恒载+最不利活载作用下,各构件绝大部分区域应力水平不高,小部分区域有应力集中现象,除吊杆D14与主纵梁连接处构件有小部分区域Mises等效应力超过屈服极限,其余4个关键部位的全部构件均处于弹性状态。4、对吊杆D14与主纵梁连接处进行了弹塑性分析,给出了塑性区的分布。在锚拉板开孔倒角处,锚管与锚拉板、盖板等连接处都有小部分区域进入塑性,最大塑性区发生在锚拉板开孔处倒角内侧,材料进入塑性后发生应力重分布,塑性区大小约为4cmx1.3cm(高×宽)。由于本文锚固构造处的塑性区域较小,因而对其整体受力影响不大。本文研究结果可以为该桥关键部位的设计提供依据,同时也为可为其他桥梁关键部位的设计提供参考。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-20
  1.1 XJ特大桥工程概况  9-12
  1.2 提篮拱桥特征及吊杆常用锚固形式  12-15
    1.2.1 提篮拱桥的特征  12-13
    1.2.2 吊杆常用锚固形式  13-15
  1.3 局部分析的必要性  15-16
  1.4 局部分析常用方法  16-18
  1.5 本文的研究内容及目的  18-20
第二章 局部分析计算方法  20-26
  2.1 引言  20
  2.2 关键部位的选取  20-21
  2.3 模型的建立方法  21-22
  2.4 模型的截取原则  22
  2.5 单元类型的选择  22-23
  2.6 本文计算参数  23-26
第三章 拱肋与横撑HC3连接处的局部分析  26-38
  3.1 拱肋与横撑HC3连接处局部构造  26-29
  3.2 模型的选取范围  29
  3.3 计算方法及边界条件  29-30
    3.3.1 计算方法  29
    3.3.2 边界条件  29-30
  3.4 计算结果及分析  30-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章 吊杆DO与纵梁连接处的局部分析  38-46
  4.1 吊杆DO与纵梁连接处局部构造  38-39
  4.2 局部模型的选取范围  39-40
  4.3 计算方法及边界条件  40-41
    4.3.1 计算方法  40-41
    4.3.2 边界条件  41
  4.4 计算结果及分析  41-45
  4.5 本章小结  45-46
第五章 吊杆D14与纵梁连接处的局部分析  46-62
  5.1 吊杆D14与纵梁连接处局部构造  46
  5.2 局部模型的选取范围  46-48
  5.3 计算方法及边界条件  48-50
    5.3.1 计算方法  48-49
    5.3.2 边界条件  49-50
  5.4 弹性分析的计算结果及分析  50-58
  5.5 弹塑性有限元分析计算结果及分析  58-60
  5.6 本章小结  60-62
第六章 吊杆DO与拱肋连接处的局部分析  62-78
  6.1 吊杆DO与拱肋连接处局部构造  62-63
  6.2 局部模型的选取范围  63-64
  6.3 计算方法及边界条件  64-65
    6.3.1 计算方法  64
    6.3.2 边界条件  64-65
  6.4 计算结果及分析  65-77
  6.5 本章小结  77-78
第七章 吊杆D14与拱肋连接处的局部分析  78-91
  7.1 吊杆D14与拱肋连接处局部构造  78-79
  7.2 局部模型的选取范围  79-80
  7.3 计算方法及边界条件  80-81
    7.3.1 计算方法  80
    7.3.2 边界条件  80-81
  7.4 计算结果及分析  81-90
  7.5 本章小结  90-91
第八章 结论与展望  91-93
  8.1 结论  91-92
  8.2 展望  92-93
参考文献  93-96
致谢  96-97
攻读硕士学位期间所发表的论文及科研情况  97

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按结构分 > 拱式桥
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