1500m跨徑斜拉橋概念設(shè)計(jì)
本文關(guān)鍵詞:1500m跨徑斜拉橋概念設(shè)計(jì)
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【摘要】:國內(nèi)外多位學(xué)者對超大跨度斜拉橋的研究成果表明:結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與極限風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。因此,本文試圖通過建立各構(gòu)件所對應(yīng)極限荷載工況下響應(yīng)的近似計(jì)算公式,來指導(dǎo)全橋結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)。在此之前,可以根據(jù)設(shè)計(jì)資料與和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定結(jié)構(gòu)的大體布置,將全橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的待定參數(shù)定為:主梁高度、主梁板厚、橋塔高度、塔底截面順橋向尺寸。本文建立的公式主要包括:1)將鋼箱梁板厚理想化為連續(xù)線性分布,加勁肋等效為相應(yīng)厚度的板,推導(dǎo)了主梁截面特性的簡化計(jì)算公式;2)將拉索理想化為連續(xù)分布的纖維,拉索面積以恒載和活載效應(yīng)作為控制工況按規(guī)定的容許應(yīng)力進(jìn)行選擇;3)將拉索橫向風(fēng)荷載簡化為線性分布荷載,進(jìn)而基于線性疊加理論推導(dǎo)了剛度一次線性變化的連續(xù)梁在一次線性分布荷載下支點(diǎn)負(fù)彎矩的表達(dá)式,用于求解主梁在橫向極限風(fēng)荷載作用下的應(yīng)力;4)借鑒前人運(yùn)用能量法對斜拉橋進(jìn)行考慮拉索回復(fù)力的面外穩(wěn)定分析,假設(shè)主梁面外失穩(wěn)曲線為高次函數(shù),對其彈性穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行近似計(jì)算;5)借鑒基于彈性地基梁假設(shè)的斜拉橋面內(nèi)穩(wěn)定實(shí)用計(jì)算方法,建立主梁面內(nèi)彈性穩(wěn)定系數(shù)的表達(dá)式;6)直接利用前人對于變截面高墩的能量法近似計(jì)算公式對橋塔面內(nèi)穩(wěn)定進(jìn)行分析;7)估算結(jié)構(gòu)在極限縱向風(fēng)效應(yīng)下的荷載,建立塔底拉、壓應(yīng)力的近似公式。根據(jù)建立的近似計(jì)算公式,運(yùn)用matlab將結(jié)構(gòu)響應(yīng)與尺寸變量的關(guān)系在三維空間圖形可視化,進(jìn)而投影到尺寸變量所在的二維平面形成一系列等高線族,在各構(gòu)件相應(yīng)控制因素的等高線圍成的封閉區(qū)域里進(jìn)行尺寸的選擇,從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用橋梁專業(yè)計(jì)算軟件TDV(教育版)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析,包括成橋階段的靜力分析、結(jié)構(gòu)自振特性的分析、斷面三分力的CFD計(jì)算以及規(guī)范近似公式的抗風(fēng)驗(yàn)算。
【關(guān)鍵詞】:斜拉橋 近似計(jì)算 概念設(shè)計(jì) 變截面 能量法 TDV
【學(xué)位授予單位】:西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:U448.27
【目錄】:
- 摘要6-7
- abstract7-11
- 第1章 緒論11-17
- 1.1 斜拉橋發(fā)展概述11-13
- 1.2 斜拉橋研究進(jìn)展13-15
- 1.2.1 斜拉橋近似計(jì)算13-14
- 1.2.2 斜拉橋極限跨徑14-15
- 1.3 問題的提出15-16
- 1.4 本文的主要工作16-17
- 第2章 斜拉橋方案初擬與近似計(jì)算17-53
- 2.1 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)17-20
- 2.1.1 主梁17-18
- 2.1.2 邊中跨比18
- 2.1.3 塔跨比18-19
- 2.1.4 拉索錨固間距19-20
- 2.2 橋梁總體布置及尺寸的初步確定20-21
- 2.3 斜拉橋的近似計(jì)算21-52
- 2.3.1 鋼箱梁截面特性21-25
- 2.3.2 拉索截面尺寸25-26
- 2.3.3 主梁應(yīng)力26-34
- 2.3.4 主梁面內(nèi)穩(wěn)定34-37
- 2.3.5 主梁面外穩(wěn)定37-44
- 2.3.6 橋塔穩(wěn)定44-48
- 2.3.7 橋塔應(yīng)力48-52
- 2.4 本章小結(jié)52-53
- 第3章 各控制工況的單獨(dú)分析與方案的確定53-66
- 3.1 主梁應(yīng)力54-55
- 3.2 主梁面內(nèi)穩(wěn)定55-56
- 3.3 主梁面外穩(wěn)定56-57
- 3.4 橋塔穩(wěn)定57-58
- 3.5 塔底拉應(yīng)力58-59
- 3.6 塔底壓應(yīng)力59-60
- 3.7 參數(shù)的最終確定60-65
- 3.8 本章小結(jié)65-66
- 第4章 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析66-95
- 4.1 斜拉索非線性66-70
- 4.2 成橋靜力分析70-84
- 4.2.1 成橋狀態(tài)的確定70-74
- 4.2.2 活載效應(yīng)74-77
- 4.2.3 極限橫向風(fēng)效應(yīng)77-78
- 4.2.4 極限縱向風(fēng)效應(yīng)78-80
- 4.2.5 滿布活載+橫向交通風(fēng)效應(yīng)80-81
- 4.2.6 滿布活載+縱向交通風(fēng)效應(yīng)81-82
- 4.2.7 溫度效應(yīng)82-83
- 4.2.8 結(jié)構(gòu)彈性屈曲穩(wěn)定83-84
- 4.3 自振特性計(jì)算84-86
- 4.4 CFD靜力三分力86-88
- 4.5 靜風(fēng)穩(wěn)定分析88-92
- 4.5.1 扭轉(zhuǎn)發(fā)散臨界風(fēng)速計(jì)算88-89
- 4.5.2 非線性靜風(fēng)穩(wěn)定分析89-92
- 4.6 顫振失穩(wěn)臨界風(fēng)速計(jì)算92-93
- 4.7 本章小結(jié)93-95
- 結(jié)論與展望95-97
- 致謝97-98
- 參考文獻(xiàn)98-100
【相似文獻(xiàn)】
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8 劉釗;施大震;吳i,
本文編號(hào):938199
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