單索面斜拉橋具有行車視野開闊,簡潔優(yōu)美的優(yōu)點。布置在行車道中央的橋塔與直接錨固在梁中線的拉索使材料用量較省。對于拉索疲勞問題,采用單索面布置是有利的�；谝陨蟽�(yōu)點,單索面斜拉橋為工程界普遍采用。但單索面布置并不能夠為主梁提供額外的扭轉(zhuǎn)剛度。因此主梁一般采用抗扭剛度較大的箱形截面。當(dāng)采用薄壁鋼箱梁時,其偏載作用下扭轉(zhuǎn)畸變效應(yīng)是值得探討的。本文研究單索面鋼箱梁斜拉橋偏載作用下的扭轉(zhuǎn)畸變效應(yīng)。首先回顧了分析箱梁剛性扭轉(zhuǎn)基于烏曼斯基第二理論的解析法,及分析箱梁畸變效應(yīng)的彈性地基梁相似法。采用解析法,桿系有限元法,板殼有限元法分別計算鋼箱梁剛性扭轉(zhuǎn)響應(yīng)。綜合分析得到鋼箱梁偏載作用下鋼箱梁空間應(yīng)力分布規(guī)律。通過對比解析法和板殼有限元法的計算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)約束扭轉(zhuǎn)占比為1的位置處,解析應(yīng)力計算結(jié)果偏于保守。揭示了經(jīng)典理論的局限性。并從扭轉(zhuǎn)角,扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,主梁形式,支承布置等角度探討單索面鋼箱梁斜拉橋跨徑限值,提出若干設(shè)計建議。采用彈性地基梁比擬法和板殼單元法計算箱梁的畸變效應(yīng)。檢驗彈性地基梁比擬法計算畸變的可靠性。闡述寬箱梁畸變行為的力學(xué)機(jī)理。明確鋼箱梁畸變效應(yīng)沿截面橫向,橋梁縱向的分布規(guī)律。根據(jù)應(yīng)力計算結(jié)果和規(guī)律指出扭轉(zhuǎn)工況下箱梁外腹板受力最為不利。針對本橋外腹板,給出沿橋縱向不同區(qū)域?qū)?yīng)的不同應(yīng)力放大系數(shù),以達(dá)到近似考慮扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的目的。明確沿縱橋向不同區(qū)段控制外腹板穩(wěn)定設(shè)計的荷載工況。對考慮了扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的腹板,給出縱向加勁肋合理配置位置。最后,分析軸力作用下扭轉(zhuǎn)的二次效應(yīng),考慮二次效應(yīng)的彎扭正應(yīng)力較之前數(shù)值增加很小,設(shè)計計算中不必過度關(guān)注。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U448.27
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文是最不利的。明確該位置在相同荷載作用下腹板彎曲應(yīng)力的關(guān)系如何。進(jìn)而針對單索面鋼箱梁斜拉橋提出合理的應(yīng)力放大系數(shù)。并對該位置給出若干設(shè)計建議。（4）采用有限元方法分析斜拉索強(qiáng)大軸向壓力作用下扭轉(zhuǎn)的二次效應(yīng)。1.5 實際工程背景簡介本文依托遼寧省鐵嶺市凡河四橋。凡河四橋為獨塔斜拉橋，跨徑布置為140m+110m。該橋特點鮮明：橋塔：由直線和圓弧線為橋塔軸線的三肢鋼箱塔相互倚靠交錯，橫向通過撐桿連接，構(gòu)成梭形橋塔。邊跨 110m 側(cè)采用雙索面布置，拉索分別錨固在構(gòu)成邊塔柱的兩肢橋塔上，主跨 140m 采用單索面布置，拉索直接錨固在中塔柱的一肢鋼塔上。橋面以上塔柱采用鋼箱結(jié)構(gòu)，橋面以下采用混凝土結(jié)構(gòu)。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文箱梁結(jié)合處，實心斷面長 2m。混凝土主梁為了保證與鋼箱梁可靠連接，設(shè)置長 2.5m 的實心混凝土段，并且這一段為了更好地提供扭轉(zhuǎn)約束，其與主塔固結(jié)。加勁肋構(gòu)成的箱室尺寸較小，剪力流于其上形成的抵抗扭矩過小，基本可以忽略。因此此處不予介紹加勁肋的尺寸。凡河四橋截面具體尺寸如圖 1-5：

分析約束扭轉(zhuǎn)，要先求解截面上縱定翹曲應(yīng)變；利用廣義胡克定律確定翹曲正曲剪應(yīng)力。約束扭轉(zhuǎn)分析中，補(bǔ)充的假定如下：轉(zhuǎn)應(yīng)力沿壁厚均勻分布，并且桿件縱向纖應(yīng)力間的關(guān)系為： 0ttS Z t表示，則有：0qtS Z 扭轉(zhuǎn)分析中，縱向翹曲位移 假定與自由性理論，參照圖 2-11，薄壁單元體剪切應(yīng)變S Z

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 林元培,章曾煥,盧永成,丁建康,張劍英;上海東海大橋工程總體設(shè)計[J];城市道橋與防洪;2004年04期

2 曾明根,石洞,石志源;黃山太平湖大橋設(shè)計[J];公路;1997年08期

3 張士鐸,劉吉柱;單室薄壁梯形箱梁的畸變應(yīng)力[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1987年01期

4 程翔云;單室矩形箱梁兩種畸變微分方程的互換性[J];橋梁建設(shè);1984年02期

5 梅家仁;單室梯箱畸變計算[J];中南公路工程;1983年02期

6 周履;單室矩形箱梁畸變計算[J];橋梁建設(shè);1980年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 王博;雙塔單索面斜拉橋超寬鋼箱梁受力分析[D];湖南大學(xué);2016年

2 牛祥恒;單索面鋼箱梁斜拉橋的抗扭性能研究[D];長安大學(xué);2014年

3 許偉龍;預(yù)應(yīng)力混凝土寬箱梁單索面斜拉橋抗扭性能研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2011年

4 謝尉鴻;鋼—混凝土箱型結(jié)合梁斜拉橋設(shè)計[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

5 陳智俊;獨塔單索面斜拉橋主梁扭轉(zhuǎn)性能研究[D];華中科技大學(xué);2006年

本文編號：2828456