论文部分内容阅读
波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥作为一种改进的新型结构,在最近的几年得到了广泛关注。将混凝土底板替换成钢底板,不仅可以避免以前混凝土底板受拉区开裂的问题,还减轻了桥梁上部结构的自身重量。作为一种新型组合结构梁桥,相关研究都还处于起步阶段。所以,为了研究波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的动力特性与荷载横向分布,以兰州市景中高速机场连接线的装配式波形腹板钢箱-混凝土直线梁桥和曲线梁桥为背景,采用数值仿真模拟、现场试验及理论分析的方法对其展开相关研究,主要的研究内容如下:(1)对景中高速机场连接线某装配式波形腹板钢箱-混凝土简支梁桥进行模态试验,动力测试采用脉动法,环境激励采用非人工激励的方式,通过预制的加速度传感器收集得到该结构梁桥在地脉动、风载等因素影响下产生的振动信息,从而得到桥梁的弯曲自振频率及振型,为现有规范估算公式的对比和ANSYS模型正确性的验证提供参考依据。(2)采用ANSYS18.2有限元分析软件,建立波形腹板钢箱-混凝土直线梁桥有限元模型。模型的精确性得到了试验数据的验证,从而得到正确的建模方法。分析波形腹板钢箱-混凝土直线梁桥在箱间横联类型、箱间横联刚度、横隔板间距、桥梁跨径、主梁高度、波形钢腹板厚度、钢底板厚度、主梁数目、翼缘板宽度等参数的影响下,其弯曲自振频率的变化规律。依据研究结果,给工程设计提出合理建议。随后引入修正参数τ,修正项考虑了跨径L和梁高H,对《公路桥涵设计通用规范》(JTG-60 2015)第4.3.2条给出的简支梁桥弯曲自振频率计算公式进行修正。修正后的公式大大减小了波形腹板钢箱-混凝土直线梁桥竖向弯曲自振频率的误差,可以用于计算该结构梁桥的弯曲自振频率。(3)通过ANSYS18.2有限元软件,建立波形腹板钢箱-混凝土曲线梁桥有限元模型,建模方法的合理性已在前面验证完毕。分析其在桥梁跨径、主梁高度、箱间横联类型、曲率半径、波形钢腹板厚度、钢底板厚度等结构参数的影响下,弯曲自振频率的变化规律。对《公路桥涵设计通用规范》(JTG-60 2015)第4.3.2条给出的简支梁桥弯曲自振频率计算公式进行修正,引入两个修正参数α、β。修正项考虑了跨径L,梁高H和曲率半径R三个因素的影响,修正后的计算公式误差小,可以用于计算波该结构梁桥的弯曲自振频率。(4)波形腹板钢箱-混凝土曲线梁桥在发生竖向弯曲时,也一定伴有扭转的现象。通过ANSYS软件建立大量有限元分析模型,分析箱间横联类型、桥梁跨径、主梁数目等因素对波形腹板钢箱-混凝土曲线梁桥荷载横向分布系数的影响规律。