鉴于装配式桥梁更新换代的迫切需要和可展结构应用于桥节的明显优势,本文借鉴现有可展结构,运用理论分析与数值仿真方法,对可展桥节进行了方案设计和尺寸研究,深入分析了可展桥节的运动学和动力学特性。本文主要工作和创新性成果如下:(1)基于装配式桥梁的任务需求,提出了新型装配式桥梁总体设计方案,明确了可展结构的技术指标;经过方案对比,对可展桥节进行了初步设计,包括结构设计和液压系统设计;使用三维CAD软件Solidworks完成了零件的建模和整体装配,并对装配体进行了静态干涉和动态碰撞检查。(2)建立40m长半边桥跨整体有限元模型,应用Nastran软件对构件初始尺寸进行了校验,结果表明,设计满足强度和刚度要求;计算得到了新型装配式桥梁的主要性能参数,可展桥节的压缩率为2.7,自重为2.23t,基础车采用铁马SC2030,单车可载4节桥节。(3)采用几何拓扑学方法,分析了主动机构和从动机构的拓扑构型,得出了结构拓扑图及其关联矩阵;以笛卡尔坐标系下的节点自然坐标为未知量,建立了主动机构的完整几何约束方程,验证了方程及其求解的正确性,得到了节点的位置、速度和加速度。(4)在ADAMS中建立可展桥节的整体模型,进行刚体动力学仿真,并与理论分析结果进行对比,验证了动力学模型的正确性,得到了液压缸的最大作用力,确定了液压系统额定工作压力;建立液压系统,通过机-液联合仿真,确定了方向控制阀滑阀控制函数,研究了可展桥节在液压驱动下的动力学特性;联合Nastran软件建立刚柔耦合模型,进行柔体动力学仿真,分析了叉臂柔性对桥节动力学特性的影响,表明柔体叉臂将加快桥节振动的收敛速度。