文档介绍：学性能研究独塔矮塔斜拉桥的优化设计和力昵胧易姥г菏谟韫ぱ妒垦宦畚培养单位:土木工程分院业:桥梁与隧道王程究生:刘华指导教师:白宝鸿教授‘专维吣甓研誉级:公开二
摘要结合已建的多座独塔矮塔斜拉桥,分析了独塔矮塔斜拉桥的适用条件和特点,介绍了这类桥的基本设计要点。以山西某线仙神河大桥为算例。进行了独塔矮塔斜拉桥的优化设计和力学性能分析。以主梁弯曲应变能最小为优化目标,进行了单索独塔斜拉桥索梁锚固点的优化设计;考虑拉索的拉伸应变能,以应变能最小为优化目标,约束条件为考虑拉索垂度影响的容许索力和主梁容许应力,建立了成桥状态下的索力优化模结合仙神河大桥,借助大型有限元结构分析软件痗,进行了独塔矮塔斜拉桥的静力分析。绘制了影响线,分析了塔高变化对主梁内力和位移的欤蛔芙崃税崩偶负畏窍咝缘闹饕S跋煲蛩兀隽丝悸抢鞔苟刃应、梁柱效应的分析简化措施和方法,分析了几何非线性对独塔矮塔斜拉桥内力和位移的影响。以结构自振周期平方和最小为优化目标,导出了结构动力优化设计的目标函数,建立了独塔矮塔斜拉桥主梁梁高和刚度比优化设计的数学模型,结合算例分析了不同体系、不同刚度比、不同塔高、不同墩高、不同跨度比对结构自振特性的影响。关键词:矮塔斜拉桥,静力优化设计,几何非线性,动力优化设计,自振特性型。摘要
.;,籺.,,:琲甌’【,瑅,瑂,
导师签名:鱼边日期:童型日期:逝豪少独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得石家庄铁道学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解石家庄铁道学院有关保留、使用学位论文的规定,即:学院有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑签名:
ê、塔、索共同受力的组合体系桥,塔、梁为主要承重构件,这种桥的塔矮而梁刚,塔高约为跨度的/冉暇茫髁焊呖比远大于普通斜拉桥,钢斜拉索的应力幅值比较小,一般小于”,其受力特性介于梁式桥占芮和普通斜拉桥之间。矮塔斜拉桥的称谓有多种。这种斜拉桥的斜拉索可以认为是梁的体外预应力筋,因为梁的尺寸有限,所以将预应力筋设在梁上方来承担负弯矩,索塔可以认为是预应力筋的转向装置,所以,法国工程师麦思维特称之为“超剂量预应力混凝土桥”U庵智诺乃魉习ǎ髁焊斩冉洗螅载由主梁和斜拉索共同承担,且拉索承担的荷载比例较小,远小于普通斜拉桥斜拉索承担的荷载比例,所以我国的严国敏先生称之为“部分斜拉桥”。根据塔矮的特点,重庆交通学院的顾安邦等教授称之为“矮塔斜拉桥”【俊由于矮塔斜拉桥具有独到的特点,矮塔斜拉桥成为大、中跨桥梁中颇具竞争优势的桥型,近几年来,国内外相继建造了很多座这种类型的桥梁。芰π阅芎谩J芰π阅芗婢吡菏角刚构桥推胀ㄐ崩诺奶氐悖汉塔均为压弯构件,索帮助梁承受部分荷载,索梁荷载比设计灵活。矮塔斜拉桥塔矮而梁刚,结构基频比较大。由于索塔比较矮,塔顶位移比较小,设计计算时一般不需要考虑索塔的失斜拉索的应力变化幅值比较小。应力变幅大小决定着斜拉索容许应力的取值。在活载作用下,矮塔斜拉桥的斜拉索应力变化幅值比普通斜拉桥要小的多,因此可以按体外预应力索的容许应力取值。因为应力变幅小,所以矮塔斜拉桥稳。
.崩诺氖视锰跫高很高,使结构自重比较大,外形也显得笨重,采用普通斜拉桥又有些浪费,.崩诺慕ㄔ烨榭可以看成是一种刚性的斜拉索。该桥的出现形成了斜拉桥的一个分支——板拉日本在年建成了第一座真正意义上的矮塔斜拉桥——小田原港的斜拉索抗疲劳性比较好,耐久性也比较好,更换索的周期比普通斜拉桥要长。约郾群侠恚缍仍~时,和连续梁桥施工造价接近,在全桥生命周期内,造价远低于普通斜拉桥。┕ぜ虻ァ0崩诺氖┕し椒ㄓ肓呵呕蚋占芮呕鞠嗤刹用悬浇法施工;施工中不必进行斜拉索二次索力调整;由于矮塔斜拉桥桥塔较矮,桥塔施工也没有斜拉桥桥塔施工复杂。庑蚊拦邸U庵智判透罩写幔嶂杏懈眨杖嵯嗉茫木呙姥厣ā派鲜右翱@ā要跨越较宽的河谷或线路,如采用预应力混凝土连续梁桥或刚架桥,则梁因而可以考虑通过矮塔设置斜拉索来帮助梁承担部分荷载,从而降低梁高。当设计跨度较大而上部净空受限不能采用普通斜拉桥时,可以采用矮塔斜拉桥,如芜湖长江大桥。由于矮塔斜拉桥刚度大,当铁路桥跨度较大而连续梁桥或刚构桥都达不到要求时,考虑采用矮塔斜拉桥,其施工也比钢管拱桥简单。年,设计的甘特大桥,可以说是矮塔斜拉桥的先驱。桥的混凝土箱形梁由预应力混凝土斜拉