箱梁桥腹板斜裂缝与承载力研究

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1、密级：公开硕士学位论文中图分类号：O343.3，TU757.2箱梁桥腹板斜裂缝与承载力研究学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：土木工程作者姓名：高铭巢导师姓名及职称：钟新谷教授实践导师姓名及职称：学院名称：土木工程学院论文提交日期：2015年5月4日箱梁桥腹板斜裂缝与承载力研究学位类型：学术型学位学科（专业学位类：别）土木工程作者姓名：高铭巢：作者学号12010202038导师姓名及职称：钟新谷教授实践导师姓名及：职称学院名称：土木工程学院论文提交日期：2015年5月4日学位授予单位：湖南科技大学TheStudyofwebDiagonalCrackandBearin

2、gCapacityofBoxGirderBridgeTypeofDegreeAcademicDegreeDiscipline(TypeofProfessionalDegree)CivilEngineeringCandidateGaoMingchaoStudentNumber12010202038SupervisorandProfessionalTitleZhongXinguProfessorPracticeMentorandProfessionalTitleSchoolCivilEngineeringSchoolDateMay4.2015UniversityHunanUn

3、iversityofScienceandTechnology学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部

4、分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要钢筋混凝土/预应力混凝土箱梁桥在施工及正常使用过程中易开裂，特别是易出现腹板斜裂缝，因此应对腹板主拉应力分布规律进行研究。腹板斜裂缝的出现对桥梁的整体刚度、承载能力以及正常使用性能将产生很大影响，同时桥梁刚度下降又会进一步促进腹板裂缝的发展。国内外关于箱梁腹板开裂对桥梁刚度、承载能力、使用性能的影响研究还不够明确，大多只进行了定性描述而没有形成一套量化的计算理论。对混凝土构件开裂情况的模拟还不够精确，特别是箱梁桥局部

5、屈曲，非线性收敛等问题。本文以某预应力混凝土箱梁桥为背景，在全面总结箱梁桥开裂原因及裂缝分布规律的前提下，利用空间实体有限元模型研究了箱梁桥的腹板受力特性。并以软化桁架模型理论为基础，以小扭弯比的加载方式，建立了弯、剪、扭共同作用下的实体-桁架模型，在满足与实体模型刚度等效的前提下，研究了箱梁桥在自重荷载、车道荷载正载与偏载荷载情况下的箱梁受力特性。并利用该实体-桁架模型进行了非线性计算，得出了箱梁的开裂荷载与极限承载力。本文取得的成果有如下几个方面：1．在“软化桁架理论”的基础上提出了“实体-桁架”模型的数值分析与建模方法。2．建立了五种不同角度的实体-桁架模型，分析了

6、箱梁挠度与腹板应力受桁架斜杆倾角的影响情况，并得出了桁架斜杆倾角的优选办法。3．推导了“实体箱梁”与“实体-桁架箱梁”的刚度等效计算公式。4．分别建立了“实体模型”和“实体-桁架模型”，分别做了不同荷载工况下的数值计算与受力特性分析，通过非线性数值计算得出了箱梁桥腹板的开裂荷载和极限承载力。最后，本文针对研究中发现的问题展开了探讨，并对实体-桁架模型理论的发展与实际应用做了总结。关键词：箱梁桥，极限承载力，实体-桁架模型，非线性分析iABSTRACTWithitsstrongstructurestiffnessandspanningability,reasonablest

7、ress,beautifulshapeandmanyotherfeatures,theprestressedconcreteboxgirderbridgeispopulatedbythebridgeengineeringcircle.However,reinforcedorprestressedconcreteboxgirderbridgesareapttocrackintheprocessofconstructionandnormaluse.Inparticular,diagonalcracksofthewebplatean