【摘 要】
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本文以宁波市轨道交通4号线转体桥跨越萧甬铁路和杭深高铁,下方既有移动防护棚架为工程依托,深入研究移动防护棚架在防护过程中的防护效应,本文主要研究内容及成果如下:(1)移动防护棚架力学防护效应的理论计算分析。将移动防护棚架由空间框架受力模式转变为二维平面刚架受力模式,对不同荷载组合作用下移动防护棚架的应力、挠度、稳定性分析进行了计算公式推导,并且在移动防护棚架公式推导的基础上,在模型棚架中增加了转角
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本文以宁波市轨道交通4号线转体桥跨越萧甬铁路和杭深高铁,下方既有移动防护棚架为工程依托,深入研究移动防护棚架在防护过程中的防护效应,本文主要研究内容及成果如下:(1)移动防护棚架力学防护效应的理论计算分析。将移动防护棚架由空间框架受力模式转变为二维平面刚架受力模式,对不同荷载组合作用下移动防护棚架的应力、挠度、稳定性分析进行了计算公式推导,并且在移动防护棚架公式推导的基础上,在模型棚架中增加了转角与剪应力的公式推导;当基本风压值取0.6kN/m2,移动防护棚架在设计荷载下处于安全防护状态;当基本风压值取1.3kN/m2,且集中荷载作用于主梁中心或两侧1/3处时,移动防护棚架部分荷载组合作用下的挠度值超过容许挠度值,移动防护棚架发生破坏,移动防护棚架能够承受的最大集中荷载为86.69kN。(2)移动防护棚架室内模型试验分析研究。按照1:15相似比例设计室内模型,通过方程式分析法推导移动防护棚架与模型棚架之间的相似关系并确定相似常数;通过理论计算对模型棚架应力、挠度、稳定性、转角及剪应力进行计算分析,为模型试验提供理论指导;通过室内试验,对不同荷载工况下的模型棚架的应力、挠度、稳定性、转角及剪应力进行数据整理并整理分析;通过与理论理算结果对比分析,理论计算应力值、剪应力与试验数据接近,初步证明两种方法所进行的分析是合理的。(3)移动防护棚架作用效应的数值模拟研究。结合理论研究,数值模拟分析了无顶棚移动防护棚架在不同荷载组合作用下的结构强度、刚度及整体稳定性,移动防护棚架结构破坏时分析结果与理论推导类似,当基本风压值取1.3kN/m2,且集中荷载作用单根主梁中心或两侧1/3处时,结构在部分荷载组合作用下发生破坏;数值模拟分析了有顶棚移动防护棚架在安全防护状态下所受最大冲击荷载,结果表明,分别基于强度和刚度下所分析得最大冲击荷载为135kG;数值模拟分析了模型棚架在不同荷载工况下结构的强度、刚度、剪应力及转角。(4)移动防护棚架作用效应分析结果的对比验证及设计优化。对移动防护棚架的理论计算与数值模拟结果进行了对比分析;对模型棚架的理论计算、模型试验、数值模拟结果进行了对比分析;通过对比分析可知,移动防护棚架和模型棚架分析结果曲线趋势整体接近,误差相对较小,证明了不同分析方法的合理性;通过方程式分析法相似后的模型棚架是合理有效的,可以继续用于移动防护棚架的其他试验;结合移动防护棚架的分析结果提出设计优化设计方案,并通过数值模拟进行了验证。
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