GFRP桁架人行橋的極限承載力研究與優(yōu)化設計
發(fā)布時間：2020-12-21 10:21
FRP桁架橋是最近二十年新發(fā)展起來的新材料桁架橋,它輕質高強,具有架設速度快、抗腐蝕能力強、抗疲勞以及抗震性能好等特性,滿足現(xiàn)代橋梁結構提出的更高要求。隨著FRP桁架橋在國內外的應用和研究越來越多,其安全儲備也備受關注,極限承載能力成為研究的焦點之一。論文以某市博物館人行天橋作為研究背景,應用非線性分析方法研究GFRP桁架人行橋的極限承載能力,并根據(jù)結構的材料參數(shù)和尺寸參數(shù)對橋梁進行優(yōu)化分析。主要內容如下:（1）研究了GFRP桁架拱橋所用材料的本構關系,介紹了FRP拉擠型材的一些力學基本理論,從材料力學的角度研究FRP單層板和層合板應力-應變關系,以及材料失效的判據(jù),為后續(xù)章節(jié)的研究提供材料參數(shù)。（2）對桁架拱橋進行了結構設計,包括拱肋設計、主梁設計以及橫撐設計;結合工程實際用ANSYS建立有限元模型,給出了有限元模型建立的詳細過程;對GFRP桁架拱橋進行了模態(tài)分析、變形分析和受力分析,有限元分析結果表明,人群荷載作用下最大應力出現(xiàn)在拱肋跨中截面的節(jié)點處。（3）首先研究了影響拱橋結構極限承載能力的幾何非線性因素,接著研究了線彈性分析方法下GFRP桁架拱橋的穩(wěn)定安全系數(shù),并給出了活荷載系...
【文章來源】：華北水利水電大學河南省
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
北京密云GFRP蜂窩箱梁公路橋
緒論3圖1-1北京密云GFRP蜂窩箱梁公路橋圖1-2茅以升公益橋Figure1-1BeijingMiyunGFRPhoneycombBoxGirderHighwayBridgeFigure1-2maoyishengpublicservicebridge現(xiàn)有的FRP橋梁根據(jù)使用條件的不同，主要分為輕型FRP橋梁和快速應急FRP橋梁。前者的主要部件或全部部件均由FRP材料制成，大大減輕了上部結構的重量，適合建造人行天橋而其良好的景觀效果也易受到人們的喜愛。目前，輕型FRP橋梁結構的形式有以下應用[10]：桁架橋：其基本構件由拉擠型材制成，構件之間的連接以螺栓連接或膠粘連接為主，例如瑞士的Pontresina橋和莫斯科的花園大街步行橋，見圖1-3(a)。梁橋：FRP梁橋主要由具有較大橫截面的拉擠型材或RTM型材的主梁建造，例如美國的ClearCrack橋[11]，如圖1-3(b)。吊橋：普通的吊索仍使用傳統(tǒng)的鋼吊索，但主梁由FRP拉擠型材組裝而成，例如英國的威爾科特橋[11]，如圖1-3(c)。斜拉橋：主梁，斜拉索可以由FRP材料制成，例如北京密云區(qū)新建的FRP橋和蘇格蘭的Aberfeldy橋，如圖1-3(d)。拱橋：使用FRP管混凝土或FRP型材作為主拱圈，并使用FRP橋面板，例如波蘭波茲南的FRP橋和西班牙的Lleida橋[11]，如圖1-3(e)所示。a.莫斯科的花園大街人行橋b.美國的ClearCrack橋
不同結構
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于遺傳算法與ANSYS的結構優(yōu)化方法研究[J]. 耿賀松,陳博文,李明偉,楊璨. 華北水利水電大學學報(自然科學版). 2019(04)
[2]HDR隔震支座梁橋橫向碰撞參數(shù)的研究[J]. 安振偉,胡遠琳,康斌鍇. 華北水利水電大學學報(自然科學版). 2017(01)
[3]鋼桁架橋的設計分析與優(yōu)化綜述[J]. 沈圣,楊鳴,王欣如,楊湛,牛暢. 山西建筑. 2015(15)
[4]基于可靠度指標的桁架優(yōu)化研究[J]. 周書敬,張東敏,徐志聰. 鋼結構. 2014(01)
[5]纖維增強復合材料拉擠型材桁架橋靜動力性能研究[J]. 馮鵬,田野,覃兆平. 工業(yè)建筑. 2013(06)
[6]桁架結構尺寸和形狀協(xié)同優(yōu)化方法研究[J]. 張振偉,姚衛(wèi)星,周琳,張華. 航空工程進展. 2012(02)
[7]FRP人行天橋的結構性能與設計指標研究[J]. 馮鵬,金飛飛,葉列平. 建筑科學與工程學報. 2011(03)
[8]鋼桁架拱橋的結構優(yōu)化分析[J]. 雷霄雯,楊剛,史金星,李曉莉. 大連海事大學學報. 2009(03)
[9]鋼管混凝土拱橋穩(wěn)定與極限承載力研究及參數(shù)分析[J]. 曾昭東,李傳習,曾永革. 中外公路. 2009(03)
[10]FRP在橋梁結構中的應用與發(fā)展[J]. 李建輝,鄧宗才,杜修力. 公路. 2007(04)
博士論文
[1]纖維/樹脂復合材料多尺度結構對力學性能的影響[D]. 屈鵬.山東大學 2012
[2]復合材料層合板鋪層設計與離散結構選型優(yōu)化方法研究[D]. 侯玉品.大連理工大學 2013
碩士論文
[1]GFRP桁架橋的力學性能分析與試驗研究[D]. 陳思鵬.東南大學 2017
[2]復合材料連接結構強度研究與失效分析[D]. 劉坤良.鄭州大學 2014
[3]飛燕式拱橋極限承載力研究[D]. 李源.長安大學 2012
[4]飛燕式鋼管混凝土拱橋穩(wěn)定性分析[D]. 田路.武漢理工大學 2011
[5]基于可靠性的簡支鋼桁架橋優(yōu)化設計方法[D]. 李鑫奎.大連海事大學 2008
本文編號：2929667
【文章來源】：華北水利水電大學河南省
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
北京密云GFRP蜂窩箱梁公路橋
緒論3圖1-1北京密云GFRP蜂窩箱梁公路橋圖1-2茅以升公益橋Figure1-1BeijingMiyunGFRPhoneycombBoxGirderHighwayBridgeFigure1-2maoyishengpublicservicebridge現(xiàn)有的FRP橋梁根據(jù)使用條件的不同，主要分為輕型FRP橋梁和快速應急FRP橋梁。前者的主要部件或全部部件均由FRP材料制成，大大減輕了上部結構的重量，適合建造人行天橋而其良好的景觀效果也易受到人們的喜愛。目前，輕型FRP橋梁結構的形式有以下應用[10]：桁架橋：其基本構件由拉擠型材制成，構件之間的連接以螺栓連接或膠粘連接為主，例如瑞士的Pontresina橋和莫斯科的花園大街步行橋，見圖1-3(a)。梁橋：FRP梁橋主要由具有較大橫截面的拉擠型材或RTM型材的主梁建造，例如美國的ClearCrack橋[11]，如圖1-3(b)。吊橋：普通的吊索仍使用傳統(tǒng)的鋼吊索，但主梁由FRP拉擠型材組裝而成，例如英國的威爾科特橋[11]，如圖1-3(c)。斜拉橋：主梁，斜拉索可以由FRP材料制成，例如北京密云區(qū)新建的FRP橋和蘇格蘭的Aberfeldy橋，如圖1-3(d)。拱橋：使用FRP管混凝土或FRP型材作為主拱圈，并使用FRP橋面板，例如波蘭波茲南的FRP橋和西班牙的Lleida橋[11]，如圖1-3(e)所示。a.莫斯科的花園大街人行橋b.美國的ClearCrack橋
不同結構
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于遺傳算法與ANSYS的結構優(yōu)化方法研究[J]. 耿賀松,陳博文,李明偉,楊璨. 華北水利水電大學學報(自然科學版). 2019(04)
[2]HDR隔震支座梁橋橫向碰撞參數(shù)的研究[J]. 安振偉,胡遠琳,康斌鍇. 華北水利水電大學學報(自然科學版). 2017(01)
[3]鋼桁架橋的設計分析與優(yōu)化綜述[J]. 沈圣,楊鳴,王欣如,楊湛,牛暢. 山西建筑. 2015(15)
[4]基于可靠度指標的桁架優(yōu)化研究[J]. 周書敬,張東敏,徐志聰. 鋼結構. 2014(01)
[5]纖維增強復合材料拉擠型材桁架橋靜動力性能研究[J]. 馮鵬,田野,覃兆平. 工業(yè)建筑. 2013(06)
[6]桁架結構尺寸和形狀協(xié)同優(yōu)化方法研究[J]. 張振偉,姚衛(wèi)星,周琳,張華. 航空工程進展. 2012(02)
[7]FRP人行天橋的結構性能與設計指標研究[J]. 馮鵬,金飛飛,葉列平. 建筑科學與工程學報. 2011(03)
[8]鋼桁架拱橋的結構優(yōu)化分析[J]. 雷霄雯,楊剛,史金星,李曉莉. 大連海事大學學報. 2009(03)
[9]鋼管混凝土拱橋穩(wěn)定與極限承載力研究及參數(shù)分析[J]. 曾昭東,李傳習,曾永革. 中外公路. 2009(03)
[10]FRP在橋梁結構中的應用與發(fā)展[J]. 李建輝,鄧宗才,杜修力. 公路. 2007(04)
博士論文
[1]纖維/樹脂復合材料多尺度結構對力學性能的影響[D]. 屈鵬.山東大學 2012
[2]復合材料層合板鋪層設計與離散結構選型優(yōu)化方法研究[D]. 侯玉品.大連理工大學 2013
碩士論文
[1]GFRP桁架橋的力學性能分析與試驗研究[D]. 陳思鵬.東南大學 2017
[2]復合材料連接結構強度研究與失效分析[D]. 劉坤良.鄭州大學 2014
[3]飛燕式拱橋極限承載力研究[D]. 李源.長安大學 2012
[4]飛燕式鋼管混凝土拱橋穩(wěn)定性分析[D]. 田路.武漢理工大學 2011
[5]基于可靠性的簡支鋼桁架橋優(yōu)化設計方法[D]. 李鑫奎.大連海事大學 2008
本文編號：2929667
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