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工程硕士学位论文

横隔梁设置对连续箱梁桥受力性能
的影响研究

硕士研究生: 郑羽
导师: 王宗林教授
申请学位: 工程硕士
学科: 交通运输工程
所在单位: 交通科学与工程学院
答辩日期: 2013 年 6 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:
:624

Dissertation for the Degree of Master in Engineering

RESEARCH ON EFFECT OF CROSS DIAPHRAGM
ON MECHANICAL BEHAVIOR OF CONTINUOUS
BOX GIRDER BRIDGE

Candidate: Zheng Yu
Supervisor: Prof. Wang Zonglin
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Communication and Transportation
Speciality:
Engineering
School of Transportation Science
Affiliation:
and Engineering
Date of Defence: June, 2013
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
摘要
大跨径预应力混凝土连续箱梁桥在我国的桥梁建设事业中占据着重要的地位,
而横隔梁是其必不可少的结构组成部分。通过适当的设置横隔梁而得到较为理想
的解决箱梁截面的畸变应力和畸变变形过大等问题,改善连续箱梁桥的受力性能。
如果不能合理的、适当的设计横隔梁,不但横隔梁不能充分发挥积极作用,而且
由于横隔梁的自重效应,反而会使得横隔梁产生负面作用,成为桥梁的不利荷载,
增加桥梁承载的负担。本文为了优化设计横隔梁,充分发挥其工程意义,做了如
下工作:
(1)通过与广义坐标法相对比,分析了荷载分解法的优越性。按照此方法研
究了箱形梁在偏心荷载作用下的受力情况;在此基础之上,详细的论述了箱形梁
的纵向弯曲理论、刚性扭转理论、畸变理论以及横向弯曲理论。
(2)按照规范所述,针对大跨径预应力混凝土连续箱梁桥进行结构受力分析。
通过荷载分解法,将规范中的偏心的汽车活载分解为对称的纵向弯曲荷载、伴随
着反对称荷载而来的相互依存的横向扭转荷载和畸变荷载以及通过平面框架计算
分析而得的局部横向弯曲荷载。并分别分析了在这四种荷载作用下,连续箱梁桥
的四种基本受力情况。
(3)利用有限元软件 ANSYS 建立连续箱梁桥的有限元模型,通过对比分析
有、无横隔梁的箱形梁在集中荷载和均布荷载作用下的四种基本受力形态,将横
隔梁设置对连续箱梁桥受力性能的影响进行深入研究。
(4)以全桥受力性能影响分析为基础,将横隔梁设置对连续箱梁桥引起畸变
效应时的最大畸变角为入手点,更进一步地对横隔梁于连续箱梁桥中设置的数量
及局部横隔梁的构造形式对箱形梁畸变效应的影响程度进行研究。
(5)在综合考虑了横隔梁自重产生的不利效应的基础上,力求桥梁整体受力
性能达到最优化,建议性的提出了优化后的全桥横隔梁数量及横隔梁厚度,为进
一步改进横隔梁设计提供理论指导,充分发挥本文的工程意义。

关键词:连续箱梁桥;横隔梁;受力性能;畸变;

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哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
Abstract
Long-span prestressed concrete continuous box-girder bridge play a vital role in
bridge construction in our country. Moreover, cross diaphragm is of essential in it. To
improve the mechanical behavior of continuous box girder bridge, cross diaphragm is a
perfect solution for problems such as the oversize