系杆拱桥受力特性及其类型划分

论文摘要

系杆拱桥是梁、拱组合的超静定结构体系,其受力分析过程较一般桥梁体系复杂。目前,系杆拱桥的受力特性以及分类界定虽然有了一些研究成果,但仍需作进一步深入研究。本文先介绍了系杆拱桥的概念、特征、发展过程和发展现状,结合系杆、拱肋以及吊杆主要构件对系杆拱桥的整体受力进行了分析。文中以下承式系杆拱桥为例,在均布荷载作用下,假定吊杆的拉力为均布膜张力,求解出了系杆拱桥拱肋、主梁各个截面的内力和挠度。在以往文献对系杆拱桥分类假定和界定的基础上,对求解内力和挠度的计算公式进行了简化,用黄金分割法逐步逼近,得出了系杆拱桥三种类型的试算刚度比。结合某算例试算,利用Midas/civil和桥梁博士软件的计算结果和理论计算结果进行比较,验证了系杆拱桥采用均布膜张力假定简化成三种计算图示的可行性。文中还讨论了系杆和拱肋的刚度比、矢跨比、轴向变形影响系数以及吊杆等代弯曲刚度比对拱梁荷载比和拱梁弯矩比的影响关系。以系杆和拱肋刚度比作为界定指标,对系杆拱桥划分为刚性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱以及柔性系杆刚性拱的三种计算模式重新进行了界定,得出了较为实用的界定值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 拱式组合体系桥
• 1.1.1 拱式组合体系桥概念
• 1.1.2 拱式组合体系的分类
• 1.2 系杆拱桥的构造
• 1.2.1 拱肋
• 1.2.2 系杆（系梁）
• 1.2.3 吊杆
• 1.2.4 横向连接系
• 1.2.5 桥面系
• 1.3 系杆拱桥的特征
• 1.4 系杆拱桥的发展及国内外研究现状
• 1.4.1 系杆拱桥的发展过程
• 1.4.2 系杆拱桥的发展现状
• 1.5 选题背景
• 1.6 本文主要研究内容
• 第2章 系杆拱桥的受力特性及其理论计算
• 2.1 系杆拱桥的基本受力特点
• 2.2 系杆拱桥的静力特性
• 2.2.1 系杆拱桥的主要荷载形式
• 2.2.2 系杆拱桥在均布荷载作用下的静力特性
• 2.3 均布荷载作用下系杆拱桥的内力和挠度
• 2.3.1 计算图示
• 2.3.2 系杆拱桥内力和挠度求解
• 2.4 系杆拱桥的分类
• 2.4.1 刚性系杆刚性拱
• 2.4.2 刚性系杆柔性拱
• 2.4.3 柔性系杆刚性拱
• 2.5 不同刚度比系杆拱桥内力和挠度
• 2.5.1 黄金分割法的基本原理
• 2.5.2 算例
• 2.6 本章小结
• 第3章 系杆拱桥数值模拟
• 3.1 Midas/civil数值模型
• 3.1.1 Midas/civil梁单元简介
• 3.1.2 材料、截面及荷载的选取
• 3.1.3 Midas/civil模型建立
• 3.2 Dr.Bridge数值模型
• 3.2.1 Dr.Bridge简介
• 3.2.2 Dr.Bridge模型建立
• 3.3 数值计算
• 3.4 本章小结
• 第4章 系杆拱桥计算的简化分析
• 4.1 数值模型计算结果对比分析
• 4.2 Dr.Bridge和理论计算结果对比分析
• 4.2.1 刚性系杆刚性拱的对比
• 4.2.2 刚性系杆柔性拱的对比
• 4.2.3 柔性系杆刚性拱的对比
• 4.3 本章小结
• 第5章 系杆拱桥的分类界定
• 5.1 系杆拱桥界定指标
• 5.1.1 拱梁荷载比
• 5.1.2 拱梁弯矩比
• 5.2 系杆拱桥的分类界定
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文