- 1、本文档共12页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
桥梁结构设计理论方案
作品名称 途锐
参赛学校 大连交通大学
参赛队员 周权峰 、 袁彬、 魏剑锋、
赵桐玉 、 杨馨胜
专业名称 土木工程
指导教师 张涛
大连交通大学结构设计竞赛组委会
二○一一年
作
品
简
介
考虑到本次竞赛题目要求为两跨双车道桥梁,在移动荷载以及均布静荷载作用下的加载,根据所学专业理论知识,认识到主要应该解决的是桥梁跨中的抗弯问题以及细节的抗扭问题、主梁的局部稳定性和支座处的抗剪能力。
从全国各高校的比赛情况来看,大多数模型均采用空腹式梁—桁架组合结构。这种桥型不仅制作简单、计算方便、理论与实际吻合情况较好,而且可以通过变桁高来实现竖向抗弯刚度沿桥长方向的变化,从而最大程度减轻结构自重。
在主梁类型的选择上我们曾考虑两种截面形式——单箱双室截面和空心圆形截面。在截面面积及杆件厚度相等的情况下(即控制“自重影响”这一变量),容易验证单箱双室截面比空心圆截面惯性矩大40%以上。此外,前者节点处理较圆形截面简单,故最终可选用单箱双室截面。
注:作品简介应包括对方案的构思、造型和结构体系及其他有特色方面的说明(可加页)。
结
构
承
重
验
算
材料的强度特性
我们查阅了浙江大学土木系对结构设计大赛材料的性能试验数据,如下:
2.结构整体受力分析
我们对支座实际的约束情况加以分析,得到进行结构力学理论计算的杆件约束体系如下:
考虑到此次大赛规则有变,加载了均布的静荷载。联系所学桥梁知识对主梁的连续及非连续不同情况做了对比,(单位力)
中间为简支非连续梁在均布荷载下的弯矩图:
M图
b.中间为简支连续梁在均布荷载作用下的弯矩图:
M图
由上述受力分析可知在单位均布荷载作用下,连续梁的跨中最大弯矩较小,仅有1.04NM,但是支座处弯矩交大,为2.08NM;而非连续梁的跨中最大弯矩为较大的3.12NM,但是支座处弯矩为0。综合考虑不同情况下弯矩的影响,我们选择了中间连续梁的形式,因为这样整个梁的弯矩承受较小,只需在支座处稍加强即可,达到节约材料、减轻自重的目的。
C.移动单位荷载作用下距左端1/8处截面弯矩影响线:(左右对称)
D.移动单位荷载作用下中间支座处截面弯矩影响线:
3.荷载简化
由于计算机模拟分析纸质桥梁模型的局限性,我们对计算模型进行了下列简化和假定:
采用空间梁单元模拟桁架结构;
车轮荷载按横向线集度荷载在两片主桁间进行分配,等效为作用在纵梁上的集中荷载;
不考虑桥面板参与受力;
忽略桥面及桥面系局部加劲构造的作用;
两跨受力模式一样,仅取一跨进行计算分析。
应该承认,上述简化和假定会带来一定的计算误差。考虑到理论分析用于纸质模型的指导性作用,这样的简化和假定是可以接受的。
采用简化计算模型,考虑将小车荷载转化为加载在左右两根纵梁上的移动点荷载来计算,将总重为100N的小车荷载简化为加载在两根纵梁上的竖向点荷载,即左右两个纵梁分别加载40N和10N的力,简化后的等价小车荷载模式如图3所示。
图1 简化后的小车荷载(单位:mm)
4.模型单元编号
桁梁模型单元的编号见图2、图3。鉴于纵梁的重要性,每节间的纵梁划分为3~5个单元;为使计算便捷,将其余杆件均视作一个单元。
图2 纵梁单元编号
图3腹杆单元编号
5.纵梁受力情况及挠度
腹杆单元可近似按轴心受压构件计算,根据Midas软件的桁架单元内力分析结果可知53号腹杆单元为控制单元;纵梁单元同时受轴向应力、弯曲应力和剪应力的作用,根据软件的应力分析结果可知68号梁单元为控制截面;跨中挠度的大小也为本次模型设计成功与否的关键因素。
模型的53号、68号单元内力和跨中挠度计算结果如表4所示:
表4: 单元内力和跨中挠度计算结果
中心距
53号腹杆
轴力(N)
68号纵梁轴向应力(MPa)
68号纵梁弯曲应力(MPa)
68号纵梁剪应力(MPa)
跨中挠度(mm)
150mm
61.6291
3.6
16.7
2.6
11.03
腹杆轴力
采用第四强度理论计算模型68号纵梁单元的相当应力:
6. 47号纸带单元截面尺寸的选取
基于浙江大学结构设计大赛的材料试验结果和补充试验数据,并参考有关资料,拟定8mm宽的纸带的性能参数如表5所示。
表5 材料性能参数
名称
层数
面积
弹性模量
极限拉压应力(N/mm2)
白卡纸1
1
0.3×8=2.4mm2
1130
22.2/7.0
白卡纸2
2
0.6×8=4.8mm2
1145
44.0/14.0
白卡纸3
3
0.9×8
您可能关注的文档
- 精品课件十三五规划政策规划解读课件.ppt
- 精品集合类的设计与实现.doc
- 精密机械课程设计百分表的设计.doc
- 精密超声铣床及进给箱设计.doc
- 精简会议文件资料共4篇.doc
- 精装修项目成品保护资料.doc
- 精选工厂供电设计w.doc
- 精选年产3万吨生物质颗粒燃料技术资料.doc
- 精选文档无碳小车产品设计说明方案.docx
- 精选资料基于kalman滤波的信息融合算法设计控制系统仿真课程设计.docx
- 2024年中国钽材市场调查研究报告.docx
- 2024年中国不锈钢清洗车市场调查研究报告.docx
- 2024年中国分类垃圾箱市场调查研究报告.docx
- 2024年中国水气电磁阀市场调查研究报告.docx
- 2024年中国绿藻片市场调查研究报告.docx
- 2010-2023历年初中毕业升学考试(青海西宁卷)数学(带解析).docx
- 2010-2023历年福建厦门高一下学期质量检测地理卷.docx
- 2010-2023历年初中数学单元提优测试卷公式法(带解析).docx
- 2010-2023历年初中毕业升学考试(山东德州卷)化学(带解析).docx
- 2010-2023历年初中毕业升学考试(四川省泸州卷)化学(带解析).docx
文档评论(0)