發(fā)布時(shí)間：2018-06-13 17:41

  本文選題：連續(xù)索 + 張弦主梁矮塔斜拉橋��； 參考：《清華大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：連續(xù)索張弦主梁矮塔斜拉橋是基于矮塔斜拉橋進(jìn)行性能改進(jìn)的一種結(jié)構(gòu)體系,亦屬于組合索支撐體系的擴(kuò)展。其具有主梁截面小、結(jié)構(gòu)自重輕、活載剛度大、動(dòng)力性能好等特點(diǎn),使其應(yīng)用于對(duì)剛度要求十分嚴(yán)格的高速鐵路橋梁成為可能。該新型結(jié)構(gòu)體系此前的研究多側(cè)重于公路橋梁且缺乏較系統(tǒng)的分析,尚未有針對(duì)鐵路橋梁的系統(tǒng)研究。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,對(duì)連續(xù)索張弦主梁矮塔斜拉橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置,并針對(duì)其在高速鐵路荷載作用下結(jié)構(gòu)剛度、主梁內(nèi)力、列車作用下動(dòng)力性能等方面的基本力學(xué)性能進(jìn)行研究,并對(duì)影響結(jié)構(gòu)性能的參數(shù)進(jìn)行分析,總結(jié)了合理的參數(shù)范圍,為工程應(yīng)用提供參考。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:1、對(duì)高速鐵路連續(xù)索張弦主梁矮塔斜拉橋的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成、索—桿單元進(jìn)行布置。采用基于影響矩陣原理的未知荷載系數(shù)法針對(duì)成橋線形進(jìn)行調(diào)索,表明該新型結(jié)構(gòu)體系成橋線形及內(nèi)力狀態(tài)可通過(guò)調(diào)節(jié)拉索張拉力來(lái)調(diào)整。并通過(guò)簡(jiǎn)單模型分析,表明活載剛度對(duì)拉索初張拉力不敏感,滿足線性分析原理,可單獨(dú)進(jìn)行活載分析。2、采用位移法對(duì)連續(xù)索張弦主梁矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)在活載作用下的等效剛度方程進(jìn)行推導(dǎo),定性分析影響結(jié)構(gòu)剛度的因素。公式表明,結(jié)構(gòu)等效剛度與橋塔高度、撐桿長(zhǎng)度、主跨跨度等幾何參數(shù)及主梁剛度、拉索剛度等結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。通過(guò)借助傳統(tǒng)斜拉索作臨時(shí)支撐,定性模擬了施工過(guò)程,表明利用現(xiàn)有技術(shù)來(lái)建造連續(xù)索張弦主梁矮塔斜拉橋是可行的。3、對(duì)等效剛度方程給出的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)和幾何參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的研究,以主梁活載剛度、結(jié)構(gòu)內(nèi)力、列車荷載下主梁動(dòng)力反應(yīng)等為指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析,并與傳統(tǒng)矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比,表明連續(xù)索張弦主梁體系力學(xué)性能的優(yōu)越性,同時(shí)給出合理的參數(shù)范圍。4、考慮塔—梁—墩不同約束關(guān)系對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響,分別建立塔墩固結(jié)梁支承體系和塔梁墩固結(jié)體系的模型,分析其在靜力荷載、列車動(dòng)力荷載、地震作用及溫度作用下結(jié)構(gòu)的力學(xué)反應(yīng),并與傳統(tǒng)主梁體系作對(duì)比,以期對(duì)張弦主梁體系力學(xué)性能有更全面的認(rèn)識(shí)。
[Abstract]:The cable-stayed bridge with low tower with continuous cable Zhang Xian girder is a kind of structural system which is based on the performance improvement of the cable-stayed bridge with low tower, and it also belongs to the expansion of the composite cable bracing system. It has the characteristics of small section of main beam, light weight of structure, large stiffness of live load and good dynamic performance, which makes it possible to apply it to high-speed railway bridges with strict rigidity requirements. The previous studies of the new structure system focus on highway bridges and lack of systematic analysis, but there is no systematic research on railway bridges. On the basis of previous studies, the structural arrangement of cable-stayed bridge with low tower with continuous cable Zhang Xian girder is carried out, and the stiffness and internal force of main beam under the action of high-speed railway are analyzed. The basic mechanical properties of the train under the action of the train are studied, and the parameters affecting the performance of the structure are analyzed, and the reasonable range of the parameters is summarized, which provides a reference for the engineering application. The main research contents and results are as follows: 1. The basic structure and cable-bar elements of the cable-stayed bridge with Zhang Xian main girder and low tower on high-speed railway are arranged. The unknown load coefficient method based on the influence matrix principle is used to adjust the cable shape of the bridge, which indicates that the state of the bridge shape and the internal force can be adjusted by adjusting the tension of the cable. Through simple model analysis, it is shown that the live load stiffness is not sensitive to the initial tension of the cable and satisfies the principle of linear analysis. The displacement method can be used to deduce the equivalent stiffness equation of the cable-stayed bridge with low tower and continuous cable Zhang Xian beam under the action of live load, and the factors affecting the stiffness of the structure can be qualitatively analyzed. The formula shows that the equivalent stiffness of the structure is related to the height of the bridge tower, the length of the brace, the span of the main span, the stiffness of the main beam and the stiffness of the cable. By using traditional stay cables as temporary support, the construction process is simulated qualitatively. It is shown that it is feasible to construct the cable-stayed bridge with low tower with continuous cable Zhang Xian beam by using the existing technology. The structural parameters and geometric parameters given by the equivalent stiffness equation are studied in detail, and the live load stiffness of the main beam and the internal force of the structure are studied in detail. The dynamic response of the main beam under train load is compared with that of the traditional cable-stayed bridge with low tower. The results show that the mechanical properties of the continuous cable Zhang Xian girder system are better than that of the traditional cable-stayed bridge. At the same time, the reasonable parameter range of .4 is given. Considering the influence of the different constraint relations between tower, beam and pier on the structure performance, the models of tower pier consolidation beam supporting system and tower beam pier consolidation system are established, and the static load and train dynamic load are analyzed. The mechanical response of the structure subjected to earthquake and temperature is compared with that of the traditional main beam system in order to have a more comprehensive understanding of the mechanical properties of the Zhang Xian main beam system.
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U448.27

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本文編號(hào)：2014829