本文關鍵詞：1500m跨徑斜拉橋概念設計

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【摘要】：國內(nèi)外多位學者對超大跨度斜拉橋的研究成果表明：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與極限風荷載作用下的結(jié)構(gòu)強度是控制結(jié)構(gòu)設計的關鍵因素。因此,本文試圖通過建立各構(gòu)件所對應極限荷載工況下響應的近似計算公式,來指導全橋結(jié)構(gòu)的初步設計。在此之前,可以根據(jù)設計資料與和技術標準確定結(jié)構(gòu)的大體布置,將全橋結(jié)構(gòu)設計的待定參數(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,加勁肋等效為相應厚度的板,推導了主梁截面特性的簡化計算公式；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作為控制工況按規(guī)定的容許應力進行選擇；3)將拉索橫向風荷載簡化為線性分布荷載,進而基于線性疊加理論推導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負彎矩的表達式,用于求解主梁在橫向極限風荷載作用下的應力；4)借鑒前人運用能量法對斜拉橋進行考慮拉索回復力的面外穩(wěn)定分析,假設主梁面外失穩(wěn)曲線為高次函數(shù),對其彈性穩(wěn)定系數(shù)進行近似計算；5)借鑒基于彈性地基梁假設的斜拉橋面內(nèi)穩(wěn)定實用計算方法,建立主梁面內(nèi)彈性穩(wěn)定系數(shù)的表達式；6)直接利用前人對于變截面高墩的能量法近似計算公式對橋塔面內(nèi)穩(wěn)定進行分析；7)估算結(jié)構(gòu)在極限縱向風效應下的荷載,建立塔底拉、壓應力的近似公式。根據(jù)建立的近似計算公式,運用matlab將結(jié)構(gòu)響應與尺寸變量的關系在三維空間圖形可視化,進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)件相應控制因素的等高線圍成的封閉區(qū)域里進行尺寸的選擇,從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計。采用橋梁專業(yè)計算軟件TDV(教育版)對結(jié)構(gòu)進行受力分析,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計算以及規(guī)范近似公式的抗風驗算。
【關鍵詞】：斜拉橋 近似計算 概念設計 變截面 能量法 TDV
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 斜拉橋研究進展13-15
• 1.2.1 斜拉橋近似計算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算17-53
• 2.1 結(jié)構(gòu)總體設計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 橋塔應力48-52
• 2.4 本章小結(jié)52-53
• 第3章 各控制工況的單獨分析與方案的確定53-66
• 3.1 主梁應力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 塔底拉應力58-59
• 3.6 塔底壓應力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74-77
• 4.2.3 極限橫向風效應77-78
• 4.2.4 極限縱向風效應78-80
• 4.2.5 滿布活載+橫向交通風效應80-81
• 4.2.6 滿布活載+縱向交通風效應81-82
• 4.2.7 溫度效應82-83
• 4.2.8 結(jié)構(gòu)彈性屈曲穩(wěn)定83-84
• 4.3 自振特性計算84-86
• 4.4 CFD靜力三分力86-88
• 4.5 靜風穩(wěn)定分析88-92
• 4.5.1 扭轉(zhuǎn)發(fā)散臨界風速計算88-89
• 4.5.2 非線性靜風穩(wěn)定分析89-92
• 4.6 顫振失穩(wěn)臨界風速計算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98-100

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本文編號：938199