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大跨度钢桁梁悬索桥关键问题研究

作　者: 滕小竹
导　师: 贾丽君
学　校: 同济大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 钢桁梁悬索桥结构特性桁架等效刚度参数分析力学性能钢箱梁悬索桥比较研究
分类号: U448.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 527次
引　用: 13次
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内容摘要

钢桁梁和钢箱梁是现代悬索桥通常选用的两种主梁形式。我国自一起步修建悬索桥采用的是钢箱梁悬索桥,对钢桁梁悬索桥的研究较少。本文结合我国西南山区几座在建和处于设计之中的钢桁梁悬索桥工程实例,对钢桁梁悬索桥关键问题展开研究。通过介绍几座典型悬索桥,本文回顾了国内外悬索桥的发展历程,归纳总结了悬索桥在各种荷载作用下计算理论发展。研究了钢桁梁悬索桥桁梁结构特性。本文结合工程实例和资料统计,阐述了钢桁梁悬索桥的桁架结构构造特性和常用桥面系构造特点,总结了钢桁梁悬索桥桁架施工方法。研究了钢桁梁悬索桥桁架力学性能。本文引入等效弯曲刚度和等效扭转刚度思想,采用“悬臂梁法”计算桁架等效弯曲刚度等效扭转刚度,并验证了该方法其精确性;基于拟腹板思想,介绍了一种桁架弯曲刚度简化计算方法,推导了其计算公式,验证其误差小于5%;从等效刚度出发,本文探讨了钢桁梁刚度的影响因素。对钢桁梁悬索桥进行了参数分析。本文基于有限元计算,探讨了主缆边中跨比、主缆垂跨比、加劲梁恒载大小以及中央扣等设计参数对钢桁梁悬索桥力学性能的影响,分析总结了上述设计参数与钢桁梁悬索桥强度和刚度的关系。对钢桁梁悬索桥和钢箱梁悬索桥进行了比较研究。本文从双层交通和施工适应性,养护维修,主梁对主缆加紧效果以及抗风性能方面,比较了钢桁梁悬索桥和钢箱梁的异同,总结了各自适应修建条件。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-13
第1章绪论  13-35
  1.1 悬索桥的发展和前景  13-22
    1.1.1 悬索桥的起源  13-14
    1.1.2 国外悬索桥的发展和前景  14-20
    1.1.3 中国悬索桥的发展和前景  20-22
  1.2 悬索桥设计计算理论发展  22-33
    1.2.1 竖直荷载作用下悬索桥计算理论  22-29
    1.2.2 水平荷载作用下悬索桥的计算  29-31
    1.2.3 偏心荷载作用下悬索桥的计算  31-33
  1.3 本文的研究背景和主要研究内容  33-35
    1.3.1 本文的研究背景  33
    1.3.2 本文主要研究内容  33-35
第2章钢桁梁悬索桥结构特性  35-53
  2.1 钢桁梁悬索桥桁架构造研究  35-41
    2.1.1 概述  35-37
    2.1.2 钢桁梁悬索桥加劲桁梁的立面布置  37-39
    2.1.3 钢桁梁悬索桥加劲桁梁的横断面布置  39-40
    2.1.4 钢桁梁悬索桥加劲桁梁的水平联型式  40-41
  2.2 钢桁梁悬索桥桥面系构造  41-46
    2.2.1 合成型钢桥面  41-42
    2.2.2 非合成型钢桥面  42-44
    2.2.3 混凝土板桥面  44-46
  2.3 钢桁梁悬索桥主梁施工方法  46-52
    2.3.1 钢桁梁架设单元  46-47
    2.3.2 钢桁梁架设顺序  47
    2.3.3 钢桁梁架设方法  47-48
    2.3.4 山区钢桁梁悬索桥架设新方法  48-52
  2.4 本章小结  52-53
第3章钢桁梁悬索桥加劲梁力学性能研究  53-72
  3.1 桁架等效弯曲刚度和扭转刚度的计算  53-60
    3.1.1 概述  53-54
    3.1.2 节段模型的建立  54-57
    3.1.3 等效扭转刚度和等效弯曲刚度计算  57-60
  3.2 桁架等效弯曲刚度简化计算方法  60-65
    3.2.1 剪切变形在桁架中的影响  60-61
    3.2.2 桁架腹杆系的抗剪刚度  61-63
    3.2.3 考虑剪切变形的空间桁架等效弯曲刚度公式  63-65
  3.3 钢桁梁刚度影响因素研究  65-71
    3.3.1 桥面系对桁梁刚度的影响  65-69
    3.3.2 横联密度对桁架刚度的影响  69-71
  3.4 本章小结  71-72
第4章钢桁梁悬索桥设计参数研究  72-100
  4.1 引言  72-74
    4.1.1 钢桁梁悬索桥设计参数研究现状  72
    4.1.2 本章研究对象相关资料  72-74
  4.2 主缆边中跨比  74-80
    4.2.1 概述  74-75
    4.2.2 主缆边中跨比对刚度的影响  75-77
    4.2.3 主缆边中跨比对内力的影响  77-80
    4.2.4 小结  80
  4.3 主缆垂跨比  80-88
    4.3.1 概述  80-81
    4.3.2 主缆垂跨比对刚度的影响  81-85
    4.3.3 主缆垂跨比对内力的影响  85-88
    4.3.4 小结  88
  4.4 主桁梁恒载大小  88-94
    4.4.1 概述  88-89
    4.4.2 主梁恒载对刚度的影响  89-91
    4.4.3 主梁恒载对内力影响  91-93
    4.4.4 小结  93-94
  4.5 中央扣  94-99
    4.5.1 概述  94-95
    4.5.2 中央扣对刚度的影响  95-97
    4.5.3 中央扣对内力的影响  97-99
    4.5.4 小结  99
  4.6 本章小结  99-100
第5章钢桁梁悬索桥和钢箱梁悬索桥比较研究  100-113
  5.1 概述  100-101
  5.2 钢桁梁悬索桥和钢箱梁悬索桥的适应性  101-102
    5.2.1 双层交通适应性  101-102
    5.2.2 施工适应性  102
  5.3 桥面系构造和养护  102-103
    5.3.1 桥面系构造  102-103
    5.3.2 钢结构的养护维修  103
  5.4 悬索桥钢桁架和钢箱梁的加劲效果  103-109
    5.4.1 概述  103-104
    5.4.2 挠度比较  104-107
    5.4.3 内力比较  107-108
    5.4.4 小结  108-109
  5.5 钢桁梁悬索桥和钢箱梁悬索桥的抗风性能  109-111
    5.5.1 加劲梁抗风性及其气动措施  109-110
    5.5.2 明石海峡大桥的加劲梁方案比选  110-111
  5.6 本章小结  111-113
第6章结论与展望  113-116
  6.1 本文的主要内容和结论  113-114
  6.2 进一步研究的建议  114-116
致谢  116-117
参考文献  117-122
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果  122

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