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鱼腹式梁结构在桥梁结构设计中的应用与受力

时间:2014-09-09 11:12 来源:www.fabiaoba.com 作者:金鑫 点击: 次
摘要：本文主要讨论鱼腹式梁的应用，在设计一个桥面为1790×200的三跨结构，每跨中间承受6公斤静荷载和小车4公斤动荷载的模型时，采用MIDAS对结构进行了受力分析，计算了静力荷载工况和小车荷载处于最不利位置时的荷载工况，得出了结构的位移等值线图和主应力等值线图。
 
关键词：鱼腹式梁结构；桥梁结构；模型设计
 
中图分类号：U443 文献标识码：Ａ
 
桥梁构造形式简洁、轻巧，符合未来桥梁的发展与规划，满足交通功能的需要。在桥梁模型的设计与制作过程中主要有斜拉桥、悬索桥和桁架结构桥三种类型，由于斜拉桥和悬索桥是柔性体系，挠度大，不易制作，且铅发丝线的松紧比较难以控制，桁架桥模型制作工艺简单方便，承载能力好，制作精度高等优势就体现出来了。在保证结构受力合理的前提下，采用了简单的正交异性板梁结构，朴实大方的结构中体现了新颖的造型特色。
 
结构模型设计中，结构的破坏往往不是结构本身材料达到了受力极限，而是节点的破坏。为了减小节点处的诸多不确定因素，采用板式结构的三跨连续梁，大大降低了节点破坏的风险。为了降低结构的挠度，采用两片主梁，用正交异性板的形式分担结构受力荷载，降低结构自身挠度和形变。
 
模型的简单三维效果图
 
对于静力荷载，可以直接在每跨跨中施加6kg的等效荷载，即60N的节点荷载。对于小车产生的动荷载，由于定义较为负载，为了简化计算，本组采用静力荷载工况，计算小车移动中最不利位置附近时的受力情况。
 
下图是在MIDAS中分析出的结构在静力荷载作用结构的位移等值线图，从图中可以清晰地看到最大位移量为2.34mm，发生在边跨的跨中位置附近。
 
静力荷载作用结构的位移等值线图
 
静力荷载作用最大位移处位移等值线图
 
最大应力发生在边跨跨中附近的下翼缘，最大值1.7MPa。
 
下图是在MIDAS中分析出的结构在小车荷载处于最不利位置时的位移等值线图，从图中可以清晰地看到最大位移量为5.39mm，发生在中跨的跨中位置附近。
 
小车荷载处于最不利位置时的位移等值线图
 
小车荷载处于最不利位置时最大位移处位移等值线图
 
最大应力发生在中跨的跨中附近的下翼缘，最大值2.76MPa。
 
计算模型中的相关材料参数采用的是如下表的数据，数据来自网络。
 
通过实验，本结构能够承受14kg左右的静载，估计基本能够承受给定的荷载.

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