新型索辅梁桥关键设计参数敏感性分析

论文摘要

随着桥梁技术的发展,桥梁应用逐渐趋于轻型化和组合化,尤其是在现代城市里,桥梁的美观和经济性被列入主要指标。斜拉桥作为一种拉索体系,具有较大的跨越能力,而且有良好的力学性能和经济指标,逐渐成为大跨径桥梁的首选桥型。当把斜拉桥用于公轨两用桥时,梁的高度自然加大,而且具有很可观的抗弯、抗扭能力以及刚度,此时,充分考虑斜拉桥中梁和缆索的主要功能,以梁为主要承重体,缆索为辅助承重体,通过使用拉索来增加梁的强度,使依靠梁自身强度不能满足实际跨径的桥可以达到设计要求,这样就可以充分发挥梁和索的承载能力,这样的桥就是索辅梁桥。索辅梁桥的塔高比常规斜拉桥要低,这样更能与城市中的环境相协调,从美学上满足环境对桥梁的特殊需求,所以说索辅梁桥是一座既经济,又美观的桥梁。首先,本文以重庆东水门长江大桥为依托,在大量调研的基础上,总结了索辅梁桥的发展历程和研究现状,并且利用结构有限元的方法,对其结构特点和受力特点进行了分析,以及对其关键设计参数进行了综合研究。由于东水门长江大桥是公轨两用桥,而且主梁采用了钢桁梁,其主梁的刚度非常大,所以选择了索辅梁桥这种桥型。其次,本文对东水门长江大桥的整体结构进行了控制计算,得出其斜拉索、主塔以及主梁的设计均符合规范要求,在此基础上对辅助墩、主梁刚度、斜拉索刚度、索塔刚度等关键设计参数的敏感性进行了分析,并且讨论了二期恒载的变化对索辅梁桥结构效应的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 斜拉桥发展概述
• 1.1.1 国外斜拉桥的发展
• 1.1.2 国内斜拉桥的发展
• 1.1.3 斜拉桥结构形式的演变
• 1.2 索辅梁桥的发展及研究现状
• 1.3 本文的背景及研究内容
• 第二章 斜拉桥结构设计及其计算理论
• 2.1 结构构成及其设计参数
• 2.1.1 结构体系
• 2.1.2 跨径布置
• 2.1.3 主梁
• 2.1.4 索塔及其锚固区
• 2.1.5 拉索
• 2.2 受力特点概述
• 2.3 主要分析理论与计算方法
• 2.3.1 平面杆系有限单元法
• 2.3.2 空间静力分析
• 2.3.3 索力优化理论
• 2.3.4 计算方法小结
• 第三章 索辅梁桥的特点以及计算模型的建立
• 3.1 索辅梁桥的结构和受力特点
• 3.1.1 索辅梁桥的结构特点
• 3.1.2 索辅梁桥的受力特点
• 3.2 有限元模型的建立
• 3.2.1 全桥计算模型
• 3.2.2 主要材料
• 3.2.3 主桁各杆件截面特性
• 3.2.4 荷载
• 第四章 依托工程及其关键设计参数敏感性分析
• 4.1 重庆东水门长江大桥概况
• 4.2 全桥整体控制计算
• 4.2.1 施工阶段主要计算成果
• 4.2.2 运营阶段主要成果
• 4.3 辅助墩位置敏感性分析
• 4.4 主梁刚度敏感性分析
• 4.5 斜拉索刚度敏感性分析
• 4.6 索塔刚度敏感性分析
• 4.7 二期恒载的变化对结构效应影响分析
• 4.8 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果