一种自预应力高阻尼钢箱梁结构及其基于ABAQUS的检测方法技术

一种自预应力高阻尼钢箱梁结构，包括底板和顶板，底板和顶板之间设置两个支撑板形成钢箱梁，所述位于两个支撑板之间的底板上还设有U型结构的加劲肋。本发明专利技术之目的就是提供一种自预应力高阻尼钢箱梁结构及其基于ABAQUS的检测方法，并利用数值模拟结果与橡胶板自身特性与对箱梁产生的影响，与实际钢箱梁检测数据与有限元模型数据相对比，得到一个准确有效的橡胶板厚度、铺贴方式与种类，从而运用在实际桥梁中来改善其力学性能。桥梁中来改善其力学性能。桥梁中来改善其力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种自预应力高阻尼钢箱梁结构及其基于ABAQUS的检测方法


[0001]本专利技术属于桥梁力学特性
，具体涉及一种自预应力高阻尼钢箱梁结构及其基于ABAQUS的检测方法。

技术介绍

[0002]桥梁是跨过深沟峡谷以及江河湖海等天然屏障的人工结构。桥梁是实现交通互通的关键工程，其是国家经济发展及社会稳定的重要依赖。桥梁是交通运输的枢纽，是基础设施建设中不可或缺的生命线，能够极大地加快区域的经济发展，截至2018年末，全国公路总里程484.65万公里，公路桥梁85.15万座，5568.59万米。
[0003]虽然我国在桥梁建设方面取得了重大的突破以及成就，但中国钢箱梁桥发展较晚，应用规模不大，但是近几年钢箱梁桥的发展应用速度逐年加快，设计、制作、架设等经验不断积累，研究工作也相应有了进展。钢箱梁桥工程的大量发展能够很好的化解国家钢材等工业材料产能过剩的问题，进一步带动我国新材料、智慧城市发展、先进装备等战略性产业和农业、快递、新零售等第三产业的快速发展，因此桥梁建设对国家经济增长发挥着重要的作用。因此，对钢箱梁桥的抗震、静动力、稳定性分析暨成为目前有待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术之目的就是提供一种自预应力高阻尼钢箱梁结构及其基于ABAQUS的检测方法，并利用数值模拟结果与橡胶板自身特性与对箱梁产生的影响，与实际钢箱梁检测数据与有限元模型数据相对比，得到一个准确有效的橡胶板厚度、铺贴方式与种类，从而运用在实际桥梁中来改善其力学性能。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种自预应力高阻尼钢箱梁结构，包括底板和顶板，底板和顶板之间设置两个支撑板形成钢箱梁，所述位于两个支撑板之间的底板上还设有U型结构的加劲肋。
[0006]所述两个支撑板之间的底板上的加劲肋为一字型加劲肋。
[0007]所述一字型加劲肋为两条平行设置的一字型加劲肋。
[0008]所述U型结构的加劲肋和一字型加劲肋均为橡胶加劲肋。
[0009]一种自预应力高阻尼钢箱梁结构及其基于ABAQUS的检测方法，包括以下步骤：1.建立两种有限元模型，并设置属性、分析步、相互作用、边界条件；2.计算运算结果，根据运算结果提取动力数据；3.建立钢箱梁实验模型，并根据相关加工工艺进行组装；4.对模型进行动力实验；5.对比有限元模型及相关实验数据；6.通过对钢箱梁的数值模拟与钢箱梁对比，来确定一种在实际情况下施加橡胶板，完成对钢箱梁阻尼的确定以及动力性能的改善；7.得到一种橡胶板对对不同施工情况下钢箱梁动力特性的改善作用的确定厚度
与种类。
[0010]采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：1.通过橡胶提供给钢箱梁一种自预应力，同时提高箱梁的阻尼，可以减少甚至取消对钢箱梁的起拱或者预应力筋的施加，降低施工难度，极大减少施工成本并改善了钢箱梁下部的抗拉性能，极大改善钢箱梁桥的振动性能；2.对桥梁的整体稳定性具有积极影响；3.施工方便、简洁快速、易于维修更换，降低了桥梁的自振影响；4.可以实时通过控制橡胶板的厚度和种类调节箱梁的动力性能；为了模拟橡胶与钢底板之间的接触关系，利用abaqus绑定关系，把橡胶与钢底板连接，使其跟接近现实情况，模型中的钢构件采用Q345钢材、橡胶板采用天然橡胶，并分别定义其材料的弹塑性、超弹性、密度等属性。另外通过在实际中对桥梁的钢箱梁进行数据的监控与检测，在钢箱梁的底板、翼板、腹板，顶板等位置设置应变器并利用各种测量仪器进行沉降、挠度等数据的测量与有限元模型加以对比，并利用数值模拟结果与橡胶板自身特性与对箱梁产生的影响，得到一个准确有效的橡胶板厚度、铺贴方式与种类，从而运用在实际桥梁中来改善其力学性能。
[0011]综上所述，本专利技术提供一种自预应力高阻尼钢箱梁结构及其基于ABAQUS的检测方法，并利用数值模拟结果与橡胶板自身特性与对箱梁产生的影响，与实际钢箱梁检测数据与有限元模型数据相对比，得到一个准确有效的橡胶板厚度、铺贴方式与种类，从而运用在实际桥梁中来改善其力学性能。
附图说明
[0012]图1为本专利技术中U型加劲肋钢箱梁的结构示意图；图2为本专利技术中一字型加劲肋钢箱梁的结构示意图。
具体实施方式
[0013]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明：一种自预应力高阻尼钢箱梁结构，包括底板和顶板，底板和顶板之间设置两个支撑板形成钢箱梁，所述位于两个支撑板之间的底板上还设有U型结构的加劲肋。
[0014]所述两个支撑板之间的底板上的加劲肋为一字型加劲肋。
[0015]所述一字型加劲肋为两条平行设置的一字型加劲肋。
[0016]U型结构的加劲肋和一字型加劲肋均为橡胶加劲肋。
[0017]一种自预应力高阻尼钢箱梁结构及其基于ABAQUS的检测方法，包括以下步骤：1.建立两种有限元模型，并设置属性、分析步、相互作用、边界条件；2.计算运算结果，根据运算结果提取动力数据；3.建立钢箱梁实验模型，并根据相关加工工艺进行组装；4.对模型进行动力实验；5.对比有限元模型及相关实验数据；6.通过对钢箱梁的数值模拟与钢箱梁对比，来确定一种在实际情况下施加橡胶板，完成对钢箱梁阻尼的确定以及动力性能的改善；7.得到一种橡胶板对对不同施工情况下钢箱梁动力特性的改善作用的确定厚度与种类。
[0018]采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：1.通过橡胶提供给钢箱梁一种自预应力，同时提高箱梁的阻尼，可以减少甚至取消对钢箱梁的起拱或者预应力筋的施加，降低施工难度，极大减少施工成本并改善了钢箱梁下部的抗拉性能，极大改善钢箱梁桥的振动性能；2.对桥梁的整体稳定性具有积极影响；3.施工方便、简洁快速、易于维修更换，降低了桥梁的自振影响；4.可以实时通过控制橡胶板的厚度和种类调节箱梁的动力性能。为了模拟橡胶与钢底板之间的接触关系，利用abaqus绑定关系，把橡胶与钢底板连接，使其跟接近现实情况，模型中的钢构件采用Q345钢材、橡胶板采用天然橡胶，并分别定义其材料的弹塑性、超弹性、密度等属性。另外通过在实际中对桥梁的钢箱梁进行数据的监控与检测，在钢箱梁的底板、翼板、腹板，顶板等位置设置应变器并利用各种测量仪器进行沉降、挠度等数据的测量与有限元模型加以对比，并利用数值模拟结果与橡胶板自身特性与对箱梁产生的影响，得到一个准确有效的橡胶板厚度、铺贴方式与种类，从而运用在实际桥梁中来改善其力学性能。
[0019]综上所述，本专利技术提供一种自预应力高阻尼钢箱梁结构及其基于ABAQUS的检测方法，并利用数值模拟结果与橡胶板自身特性与对箱梁产生的影响，与实际钢箱梁检测数据与有限元模型数据相对比，得到一个准确有效的橡胶板厚度、铺贴方式与种类，从而运用在实际桥梁中来改善其力学性能。
[0020]本实施例并非对本专利技术的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自预应力高阻尼钢箱梁结构，包括底板和顶板，底板和顶板之间设置两个支撑板形成钢箱梁，其特征在于：所述位于两个支撑板之间的底板上还设有U型结构的加劲肋。2.根据权利要求1所述的一种自预应力高阻尼钢箱梁结构，其特征在于：所述两个支撑板之间的底板上的加劲肋为一字型加劲肋。3.根据权利要求2所述的一种自预应力高阻尼钢箱梁结构，其特征在于：所述一字型加劲肋为两条平行设置的一字型加劲肋。4.根据权利要求3所述的一种自预应力高阻尼钢箱梁结构，其特征在于：所述U型结构的加劲肋和一字型加劲肋均为橡胶加劲肋。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫中营，耿腾飞，李建委，汪占飞，刘仲宁，赵铁军，段利敏，邓珂，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：