第 5 章 结论与展望
5.1 结论
目前,空间网格分析方法应用于波形钢腹板 PC 组合箱梁结构分析的研究取得初步进展,但应用于实桥结构力学行为分析的研究成果还比较少。本文以太原市某高架桥一联波形钢腹板 PC 组合箱梁桥作为工程对象,开展空间网格模型应用于实际工程结构力学行为分析的试验研究,探讨采用腹板整体划分方式的空间网格分析方法建构实桥结构有限元模型的精确性,研究针对基于设计图纸建立的空间网格模型进行设计参数修正,从而提高模型分析精度的有效方法,研究成果对于推动当前组合箱梁桥结构分析方法向着实用化、精细化的方向深化具有参考价值。本文取得的研究成果如下:
1、以一座波形钢腹板 PC 组合箱梁结构动静力响应的数值模拟作为算例,分析两种腹板划分方式的空间网格模型的计算精度,通过与实体单元模型数值分析结果的比较,表明波形钢腹板采用整体划分方式的模型计算精度略优于其腹板分离划分方式的模型。而腹板整体划分的空间网格模型,其建模更为便捷,计算效率更高。
2、开展波形钢腹板 PC 组合钢箱梁实桥荷载试验,采用与标准设计荷载效应等效的汽车荷载加载,实测结构的动静力响应,为开展空间网格模型方法的研究提供试验依据。
3、开展波形钢腹板 PC 组合箱梁空间网格建模方法的研究。依据组合箱梁的设计资料和构造特点,基于 ANSYS 有限元软件平台,采用腹板整体划分方式,建立了波形钢腹板 PC 组合箱梁的空间网格模型。其中,针对波形钢腹板和钢-混凝土结合段,依据板壳理论,采用刚度等效原则换算得到其等效的空间网格单元。
4、针对所建构的组合箱梁实桥空间网格模型,采用实桥荷载试验的加载工况加载,进行静载作用下的结构响应数值模拟和自由振动下的结构动力性能的模拟分析,与实桥实测结果的对比分析表明,模型计算的竖向前 3 阶自振频率的相对误差分别为 15.46%、12.85%和 5.63%,模型挠度计算的最大相对误差为 13.8%,试验结果验证了本文提出的空间网格模型分析方法具有较高的工程精度。
参考文献(略)