鐵路箱梁空間力學特性分析.pdf

1、本文以高速雙線鐵路32m整孔預應力簡支箱梁為研究對象，利用傳統(tǒng)薄壁箱梁解析理論和空間有限元數值方法，對箱梁剪力滯效應、畸變扭轉以及頂板受力等幾個典型力學特性進行了研究，提出一些設計計算建議，主要工作和研究方法如下： (1)建立了簡支箱梁的ANSYS的有限元模型，并采用等代荷載法實現了預應力的模擬：基于SB軟件計算出預應力的等代荷載，編制接口程序，將等代荷載施加到ANSYS的塊體單元節(jié)點上。并對比了SB空間梁單元和ANSYS塊體單

2、元的預應力效果。 (2)針對具有橫坡，變厚度梗肋和翼板的箱形截面，綜合利用薄壁箱梁的彎曲和畸變扭轉解析理論，通過簡化截面模型和疊加各項應力建立了自重、偏心荷載作用下箱梁截面應力的解析計算模式，編制了解析法的通用計算程序；分析了橫截面正應力和S向剪應力的分布規(guī)律，通過有限元數值法校核和誤差分析，證明本文所建立的截面簡化形式和解析計算模式是合理的，基本能夠反映出荷載所產生的空間力學效應。 (3)以解析法、空間有限元法為依據和

3、手段，對鐵路帶橫坡箱梁的剪力滯系數的確定方法提出建議；分析了偏心荷載作用下的剪力滯效應和畸變扭轉翹曲效應的影響系數，提出了畸變扭轉增大系數的概念，并為偏載系數的確定提出建議。 (4)采用空間有限元法分析了不同荷載作用下的頂板頂，底的縱，橫向應力分布，明確了頂板頂，底橫向配筋的控制工況。 (5)采用平面框架法計算了頂板不同位置的橫向彎矩，與ANSYS有限塊體單元積分的橫向配筋彎矩作了比較，分析了框架法的誤差；并取不同的縱向