无桥台斜腿刚架桥的研究与应用

论文题目: 无桥台斜腿刚架桥的研究与应用

论文类型: 博士论文

论文专业: 桥梁与隧道工程

作者: 康俊涛

导师: 方秦汉,郑俊杰

关键词: 无桥台斜腿刚架桥,分跨比,斜腿倾角,拱式效应,斜桥,平面位移,参数化绘图系统

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 无桥台斜腿刚架桥是一种新的桥型,因其适用、经济、美观等方面的独特优势,近几年在工程领域中已有较为广泛的应用,但理论研究相对滞后。本文结合工程应用,从典型的无桥台斜腿刚架桥,设铰的无桥台斜腿刚架桥,斜交的无桥台斜腿刚架桥,多孔的无桥台斜腿刚架桥,以及无桥台斜腿刚架桥参数化绘图系统的研制等方面对无桥台斜腿刚架桥的设计计算理论进行了系统全面的研究。针对典型的无桥台斜腿刚架桥,本文首次提出了基于三维实体模型分析的分跨比、斜腿倾角的合理范围以及横梁的数量和位置,从应力水平和结构位移两个指标对结构的受力情况与刚度进行了分析。本文还提出了路堤填土对结构整体受力的拱式效应,并对该影响做了定量的分析。分析结果表明:路堤填土对结构的拱式效应较为明显,约为10%,该结论可为结构的优化设计提供参考,同时也为路堤填土的土质、压实度等方面的选取提供了理论依据。本文分析了斜桥产生平面内旋转的原因,首次提出了斜无桥台斜腿刚架桥抗旋转的机理,并从理论上进行了推导。本文还推导了斜无桥台斜腿刚架桥的平面位移的计算公式。理论公式的计算结果表明:与一般的斜桥相比,斜无桥台斜腿刚架桥由于其自身独特的构造,可以有效地限制其平面内的位移,从而保证结构的安全。本文以广东同福大桥为例,首次对多孔无桥台斜腿刚架桥的设铰位置、铰的合理形式、斜腿倾角的合理范围进行了较为系统的研究,从结构内力和结构位移两方面做了有力的论证。研究结果表明:设铰位置、铰的形式、斜腿倾角对该结构体系内力分布影响较大,须慎重选取。本文结合若干典型工程实例,对无桥台斜腿刚架桥的设计与施工等方面的问题进行了较为详尽的论述。在对国内外桥梁CAD 研究现状及发展进行综述的基础上,本文系统地论述了无桥台斜腿刚架桥参数化绘图系统的关键技术、研制思路与技术创新措施,可为大力推广这种新的、优秀的桥型提供技术支持。本文的研究成果可丰富无桥台斜腿刚架桥的设计计算理论,为无桥台斜腿刚架桥的工程应用提供有价值的参考。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 无桥台斜腿刚架桥的产生和发展

1.2 无桥台斜腿刚架桥的结构体系特点

1.3 无桥台斜腿刚架桥的经济优越性和适用范围

1.4 无桥台斜腿刚架桥的研究现状

1.5 本课题的提出和研究内容

2 典型的无桥台斜腿刚架桥的结构体系分析

2.1 概述

2.2 结构分跨比L_1 : L_2 的优化分析

2.3 斜腿倾角α的优化分析

2.4 横系梁的布置分析

2.5 路堤土对结构的拱式效应分析

2.6 本章小结

3 斜无桥台斜腿刚架桥的体系分析

3.1 概述

3.2 斜无桥台斜腿刚架桥抗旋转机理分析

3.3 无桥台斜腿刚架桥的平面位移计算

3.4 本章小结

4 多孔无桥台斜腿刚架桥的体系分析

4.1 概述

4.2 工程概况及结构体系分析的基本假定

4.3 多孔无桥台斜腿刚架桥斜腿倾角优化

4.4 多孔无桥台斜腿刚架桥的设铰方法

4.5 本章小结

5 无桥台斜腿刚架桥结构体系的设计优化

5.1 概述

5.2 关于跨径的布置

5.3 关于主梁梁高的确定

5.4 关于斜腿的倾角和合适尺寸

5.5 横截面的设计

5.6 横系梁及牛腿的设置

5.7 无桥台斜腿刚架桥的设铰方法

5.8 行车道板与肋板宽度的确定

5.9 关于结点的构造

5.10 关于裂缝的预防

5.11 关于桥头跳车的处理措施

5.12 关于预拱度的设置

6 无桥台斜腿刚架桥CAD 系统的研究与开发

6.1 公路桥梁CAD 的现状

6.2 无桥台斜腿刚架桥CAD 系统的关键技术

6.3 无桥台斜腿刚架桥CAD 系统的研制

7 工程应用

8 结论与展望

8.1 结论

8.2 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读博士学位期间发表论文目录

附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目

发布时间: 2006-04-05

无桥台斜腿刚架桥的研究与应用

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