【摘要】：本文的研究問(wèn)題是確定一種比較優(yōu)化的系桿拱橋吊桿的布置形式使得鐵路系桿拱橋在施工及運(yùn)營(yíng)階段受力良好。本文的研究?jī)?nèi)容基于蘭新鐵路線上一座1-128m烏魯木齊系桿拱橋。本論文研究的目的是比較系桿拱橋在不同的吊桿布置形式下其應(yīng)力應(yīng)變的主要差異。在不同的理論研究過(guò)程中,提出了三種不同的吊桿布置方式:1.吊桿垂直于系梁形式即洛澤式系桿拱橋2.每根吊桿與系梁的相交角度的以一不變的常數(shù)變化3.每根吊桿與系梁的相交角度是參數(shù)化函數(shù)變化。該結(jié)構(gòu)的研究?jī)?nèi)容:研究系桿拱橋在不同的荷載組合下的幾何非線性計(jì)算問(wèn)題。探索吊桿的受力強(qiáng)度限值以及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化計(jì)算,通過(guò)不同的荷載組合加載方式,探究吊桿內(nèi)應(yīng)力應(yīng)變的變化規(guī)律,以找出受力比較合理的吊桿布置形式。通過(guò)計(jì)算系桿拱橋影線面及影響線的方式把幾何非線性計(jì)算問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榫�性計(jì)算問(wèn)題;模態(tài)分析。通過(guò)使用大型有限元分析軟件LIRA-SAPR進(jìn)行結(jié)構(gòu)的空間模態(tài)分析。這個(gè)軟件可以考慮同時(shí)受物理、幾何、結(jié)構(gòu)非線性、荷載等條件影響下的有限元?jiǎng)恿W(xué)分析以及強(qiáng)度和穩(wěn)定性的計(jì)算。而且能夠創(chuàng)建任意的用戶自定義設(shè)計(jì)模式,可以計(jì)算不同截面的剪力以及主應(yīng)力。根據(jù)對(duì)三種系桿拱橋不同吊桿布置形式的動(dòng)力學(xué)以及靜力學(xué)的研究分析,結(jié)果表明:垂直的吊桿在受力后的動(dòng)力及靜力學(xué)反應(yīng)主要是由于扭轉(zhuǎn)剛度引起的,但是不能抵抗系梁軸向的內(nèi)力,而傾斜布置的吊桿由于自身的索力可以分解為水平與豎直方向,可以很好地抵消一部分系梁軸力。由于傾斜布置的吊桿其系桿拱橋在不均勻荷載作用下受到的影響比垂直吊桿布置形式的小。兩種傾斜式吊桿布置的系桿拱橋的系梁的自重都可以被斜吊桿合理地平衡一部分,這個(gè)理論由B.Brunnand-F.Schanack提出。這三種不同形式的系桿拱橋模態(tài)分析也表明:在臨時(shí)荷載作用下垂直吊桿布置形式的系桿拱橋在豎直平面內(nèi)剛度最低,而剛度最大的一種橋型正是上文提到的第二種吊桿布置形式的系桿拱橋�？偟膩�(lái)說(shuō),傾斜的吊桿布置形式的系桿拱橋更適合于承受鐵路荷載(包括既有的客貨運(yùn)鐵路線以及高速鐵路線),而且吊桿與系梁的傾斜角度越大其在承受非均勻荷載作用時(shí)的抵抗力也會(huì)越大,系桿拱橋也將會(huì)承受更大的列車動(dòng)力振動(dòng)荷載,其運(yùn)行的列車舒適性及穩(wěn)定性會(huì)得到很大提高。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U441;U448.225

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐岳;申成岳;;下承式系桿拱橋結(jié)構(gòu)體系內(nèi)力分布優(yōu)化分析[J];公路交通科技;2015年12期

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2 代金鵬;1-128m系桿拱橋成橋及施工階段索力優(yōu)化研究[D];蘭州交通大學(xué);2014年

3 劉軍;系桿拱橋力學(xué)特性與穩(wěn)定性分析[D];大連理工大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：2682741