曲线箱梁桥力学分析与设计研究

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箱形截面曲线连续梁桥良好的外形不仅符合桥梁美学的要求,而且有利于汽车的高速行驶,尤其是独柱支承曲线箱梁桥减小了桥梁基础与地下建筑物之间的冲突、增加了桥下空间的可利用性、扩大了视野,成为现代公路与城市道路中一种重要的桥型,广泛应用于高速公路及大型立体交叉桥梁工程中。 由于采用平面模型无法计算曲线梁桥特有的弯扭耦合现象,因此,本文在大连理工大学黄才良教授编制的平面刚架有限元程序的基础上,开发了空间刚架有限元分析程序和配套的纵向影响线计算程序及车辆荷载动态加载程序,以方便曲线梁桥的研究。 采用梁格法对曲线箱梁桥的受力特点进行分析和阐述,并对等高腹板和不等高腹板两种截面形式的优劣进行比较,得出了两种截面形式各自的适用范围。 以曲线半径、跨径和跨数为参变量,对独柱支承的曲线箱梁桥进行大量的计算,得到了方便设计参考的图表和结论:恒载作用下,曲线箱梁桥的最大内力(弯矩)与同跨直线梁桥差别不大;活载作用下,曲线箱梁桥的最大内力(弯矩)差别与同跨直线梁桥差别随着梁长的增长而增大;最后,得出了可按直线梁桥计算的2~8跨独柱支承曲线梁桥的半径范围。 另外,本文还对曲线箱梁桥是否可以采用全单点支承形式进行探索。 本文对曲线箱梁桥的分析和结构形式的探索得到的图表和规律可以作为曲线箱梁桥设计的参考。
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