文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
综合弯曲能量法和应力平衡法确定斜拉桥合理成桥状态
姓名:杨俊
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:杨德灿
20051101
摘要文首次采用绦颍孕崩藕侠沓汕抛刺娜址椒ń辛思扑悖斜拉桥合理成桥状态的确定是斜拉桥设计中的关键问题,围绕这一课题,国内外许多研究者发表了不少论文。本文在分析总结前人研究成果的基础上,提出了采用综合最小弯曲能量法和应力平衡法来确定斜拉桥的合理成桥状态,并通过大型通用有限元计算程序词迪终庖还獭最小弯曲能量法以结构的弯曲应变能为目标函数,通过求出最小弯曲能量来求得合理索力。运用该方法得到的索力比较均匀,但在求解过程中,人为增大了塔、梁、索的截面积,无法计入预应力的影响,而且忽略了拉索引起的势能,得出的索力在尾索区存在着不合理值。使用该方法只能确定由恒载引起的索力,无法计入活载的影响。应力平衡法以主梁弯矩合理为目标,通过主梁上下缘应力平衡来求得拉索索力。使用该方法,能同时考虑恒载和活载的影响,但同样存在着尾部密索区,某些索力不合理的现象。本文提出的综合方法,以最小弯曲能量法确定的状态为初始状态,它是进行调索的基础,然后根据主梁弯矩合理来进行调索,进而得出合理索力。该方法能充分利用两种方法的优势所在,起到优势互补的作用,得到的索力也比分别使用两种方法更合理。目前,在进行斜拉桥合理成桥状态设计时,通常都是采用专用桥梁设计程序。本文以大型通用有限元计算程序2僮髌教ǎü⒛P停分别采用最小弯曲能量法、应力平衡法、综合摄小弯曲能量法和应力平衡法三种方法,对某桥的合理成桥状态进行了计算,比较了计算结果。分析表明,使用综合法确定斜拉桥的合理成桥状态,同时考虑到了索、梁、塔的受力,所确定的索力状态要优于单一使用莱一种方法。大型通用有限元计算程序蚱涔δ芮看螅僮骷虻ィ煽7⑿郧浚誓芄辉谌范ㄐ崩藕侠成桥状态时采用,如果进行合理的二次开发,其计算精度是相当可信的。本对所得计算结果进行了比较,证明了综合法的优越性所在。关键词:斜拉桥;合理成桥状态;最小弯曲能量法;应力平衡法;武汉理工人学硕士学位论文
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第搬述斜拉桥的发展概况斜拉桥是~释桥面俸系蹙压,支承幸拳系受拉的耩梁。其桥面体系鞲热劲年,瑞典的爬A讼执蔽吻沤ㄉ璧男蚰唬两袢遗来公路建设敬第二令誊天。各蟾江城罅芎逸迫切要求艇决过江交遽,适宣于我滔基毒貉拉攒喟柬闺ζ鞑梦瘟杌钾槐/浔卣湘罱ㄝ梁构成,其支承体系由钢索组成。作为一种拉索支撑体系,斜拉桥比梁式桥有照大的跨越瀚力,而在披术方案合理的跨径范固内,斜拉桥比懋索桥有更蠡┚猛埽嫦咛跻镄恪Ⅵ稍斐邸⑿灾馈R泱郏○婉副=ㄔ熳史远比悬索桥为晚,但发展极为迅速,半个世纪,已蒋及到世界备地“““。墩器己大量建造。纵观世界斜拉桥发展的历史,大体上经历了如下三个阶段:第一玲段,大喝布枉觑兄陒弋巾期,萁特顺餍稀索体系,钢或混凝土梁体以受弯为主,以瑞典的钢梁委内瑞拉混凝土梁4怼第二除段,蠢世纪年代后期开始,以德髫狽密索、举索萄退蜥貾耩芩鳌⑺髅静建造为弹端,其特征怒粳索逐步采用密索体系,并可以换索,钢或混凝土梁以受压为主,截面减小。第三阶段,从世纪年代中期嫩今,拉索瞽逋采用密索体系,梁体辍整化:粱俸续褥出瑷了缀合鹧煲砟么髃掭⒒旌鲜鲡法国桥⒏止芑炷如广东南海紫漏太桥拘碌男问剑Φ牧向轻型化发展,粱高减小,粱体截面也出现了肋板式缗餐﨟桥板式缦@癊桥拘问健啊啊啊我蚕第一藏麓拉轿轰年交逶帮鬟庆辩学秘究掰设诗纛豢警麓工嚣四川云阳桥。年以后,随着经济攥设的逐步发腿,斜拉桥的修建也迅速增多,尤其嫩年以后,国内各地大规模修建黼速公路和改渡为桥,备弹大,⒖缇读接衷煨兔廊锏男崩赝斤斐晌J籽〗握蚨缈亟稳焓飞猛进的发展,据不完全统计,我国~五年间造成斜挝桥座,~五年闯建成麈,~五年间娥成座,截止目前,
。低矮的主梁,高耸的索塔,令人倍感轻盈、雄伟,气势磅礴,再加⑿崩啪哂腥缦律杓铺氐悖盒弊厩攀歉叽纬捕ń峁梗酃こ淌导中采用有限单元法等,利用计算机进行结构分折和计算。斜拉桥的主粱,斜挝索及素塔共溺受力形或一令窆窝结构体系。建于大踌经夔籀拉攒,嚣秘来自结构的变形,而拉索的几何非线性影响主要来自斜拉索的垂魔。斜拉索挝桥最多的国掾。在我国,斜拉桥以混凝土梁为主,占总数的,这其中最主要~点是混凝土梁可以全部使用当地的沙、石、水泥材料,当地群众真接受益,这怼我、庋涣罘⒄鹬泄也伤凳强ǚ种卮啊N肄桨昙玖⑶苏诙全阑,除西藏、青海、内蒙锌偏远或沙瀵地区外,全困各地都修建了一些大大小小的斜拉桥。斜拉桥的谐遍发展说明我国桥梁建设已全面进入国际先