gfrp桥面钢纵梁组合梁桥结构性能分析与研究

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1、申请同济大学工学博f学位论文V一785586GFRP桥面／钢纵梁组合梁桥结构性能分析与研究培养单位：土木工程学院一级学科：土木工程二级学科：桥梁与隧道工程研究生：倪章军指导教师：范立础院士李建中教授二oo五年五月摘要本论文着眼于解决拉挤成型GFRP组合桥面板与工字形钢纵梁组合而成的新型GFRP组合梁桥在正常使用极限状态F的结构分析与设计问题，通过理论推导并结合有限元结构分析手段得出此类组合梁桥的主要设计参数，从而提出一整套此类新型GFRP组合梁桥的简化设计方法并应用于我国中小跨度桥梁的设计中来。针对以上学术构想与思路，本文的研究工作主要围绕以下四个方面展开：1．拉挤成型GFRP组合桥面的设

2、计在分析比较国外各类GFRP桥面的刚度、强度性能的基础上着重对拉挤成型GFRP桥面各项宏观力学性能进行研究。探讨将其等效为总体正交异性板后各个等效力学参数(如各个方向上的等效拉压弹性模量E。、E。、乓，及不同平面内的剪切弹性模量G1：、Gl，、G2，和泊松比v"v"v。等)的取值并确定拉挤成型GFRP组合桥面设计时的计算模式，然后提出刚度控制设计时拉挤成型GFRP组合桥面在横GFRP简支组合梁桥轴线方向上的设计挠度标准[‘]及此类拉挤成型GFRP组合桥面的设计方法。2．新型GFRP组合梁桥的空间分析比较现有国内外梁式桥实用空间分析理论，结合理论推导与有限元计算成果，探讨由拉挤成型GFRP组

3、合桥面板与工字形钢纵梁组合而成的新型GFRP组合梁桥的荷载横向分布系数计算公式，从而解决此类新型组合梁桥的横向内力分配问题并为设计提供有效依据。3．新型GFRP组合粱力学性能分析利用荷载横向分布系数求得单梁上所分配的弯矩后，即可分析上为拉挤成型GFRP组合桥面，下为工字形钢纵梁的新型GFRP组合梁的总体力学性能。着重研究此类新型GFRP组合梁翼缘有效分布宽度b州的取值及板梁组合作用对全梁宏观力学性能f包括截面应力应变关系及纵向荷载分配)的影响等问题。4．新型GFRP组合梁桥的设计方法总结以上主要研究成果，探讨此类新型GFRP组合梁桥的简化设计方法并尝试应用到我国中小跨度桥梁的设计中来。关键

4、词：拉挤成型、GFRP、GFRP组合桥面、GFRP组合梁、GFRP组合梁桥AbstractABSTRACTThestructuralanalysisanddesignofGFRPcompositebeambridgecomposedofpultrusionGFRPcompositedeckandI-shapedsteellongitudinalbeamwereresearchedintheserviceabilitylimitstateinthispaper．Bythetheoreticaldeduceandstructuralfiniteelementmethodanalysis，the

5、majordesignparametersofthecompositebeambridgewereobtained．Therefore，asimplifieddesignmethodofGFRPcompositebeambridgewaspresentedandappliedtothedesignofmediumandshortspanbridgesinChina．Themainresearchwasasfollows：1．ThedesignofpultrusionGFRPcompositedeckBasedontheComparisonofstiffnessandstrengthoffo

6、reignvariousGFRPcompositedeck，themacromechanicalpropertiesofpultrusionGFRPcompositedeckwereresearched．Firstly，thevalueoftheequivalentmechanicalparameters(suchastheequivalentYong’Smodulus巨1，屹，岛3invariousdirection，theshearmodulusGi2，Gt]，G2]indifferentplaneandPassion'sratioV12、v13、v23andSOon)weredisc

7、ussedwiththedeckbeingrepresentedbyanequivalentorthotropicplate．Secondly，thecomputingpatternofpultrusionGFRPcompositedeckwasdetermined．Finally，thetransversedesigndeflectioncriterionandthedesignmethodofpultrusionGF