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内河大水位差桥吊码头结构特性研究

作　者: 庞博
导　师: 周世良
学　校: 重庆交通大学
专　业: 水工结构工程
关键词: 大水位差桥吊码头结构特性有限元法静力分析模态分析
分类号: U656.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 36次
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内容摘要

港口桥吊码头作为大水位差地区一种新型结构型式,在上个世纪80年代开始在内河中、小码头中投入使用。由于其能够很好地适应内河大水位差变化,结构简单,装卸效率高,通过能力大,装卸成本低;通用性强,适合对各种货物进行装卸;运转平稳,安全可靠,目前已呈现出广泛的应用前景。但是由于一些技术上的原因,以及目前对桥吊码头这种新的结构型式的研究还不够深入,造成相关资料的匮乏,而桥吊码头这种结构型式还有进一步优化的空间,因此进行内河大水位差桥吊码头的合理结构型式及其结构特性的研究,具有重要的理论意义和工程应用价值。桥吊码头在运行过程中,除了承受静力荷载之外,还要承受诸如地震等动力荷载的作用,因此,静、动力特性是码头结构力学特性的重要组成部分。为了更全面地认识内河大水位差桥吊码头的结构特性,为相关工程提供有价值的参考资料,研究桥吊码头的静力特性与动力响应是十分必要的。本文结合“重庆公路运输(集团)有限公司纳溪沟码头改扩建工程建设”,采用数值分析方法,应用有限元分析软件ABAQUS,提出了两种大水位差桥吊码头结构型式,对内河大水位差桥吊码头结构进行了静力分析及模态分析。通过静力分析,得出了结构在静力荷载作用下钢箱梁的应力、位移及各构件的内力分布情况,从而获得了结构的受力薄弱点,以对结构作进一步的优化设计;通过模态分析,初步探讨了其动力特性,得到了结构的振动特性即振型及相应频率,分析了两种桥吊码头结构的刚度分布情况并对计算结果进行对比;在已有的研究基础上提出设计建议,为桥吊码头结构在内河大水位差港口中的应用提供设计理论依据。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-17
  1.1 问题的提出及研究意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-15
    1.2.1 概述  9-11
    1.2.2 内河大水位差码头现有结构型式  11-13
    1.2.3 高桩码头设计理论研究现状  13-14
    1.2.4 模态分析研究现状  14-15
  1.3 本文的研究思路及内容  15-17
第二章结构动力分析的基本理论和方法  17-30
  2.1 结构动力学的基本理论  17-21
    2.1.1 结构动力学的基本概念  17
    2.1.2 结构动力学的任务和研究内容  17-18
    2.1.3 阻尼力  18-19
    2.1.4 运动方程式的建立  19-21
  2.2 有限元分析的基本理论  21-24
    2.2.1 概述  21
    2.2.2 有限元法的基本理论  21-24
  2.3 结构动力分析的计算方法  24-30
    2.3.1 运动微分方程的建立  24-27
    2.3.2 结构振动特征方程的求解  27
    2.3.3 振动微分方程的求解  27-30
第三章桥吊码头结构特性的静力分析  30-49
  3.1 静力分析概述  30
  3.2 纳溪沟桥吊码头结构设计及装卸工艺  30-33
  3.3 有限元模型的建立  33-35
    3.3.1 桩柱墩式桥吊有限元模型建立  33-34
    3.3.2 实体墩式桥吊有限元模型建立  34-35
  3.4 边界条件及荷载分析  35-36
    3.4.1 边界条件  35
    3.4.2 计算荷载  35-36
  3.5 计算工况  36-37
  3.6 计算结果及结果分析  37-48
    3.6.1 桩柱墩式桥吊有限元模型计算结果  37-43
    3.6.2 计算结果分析  43
    3.6.3 实体墩式桥吊有限元模型计算结果  43-47
    3.6.4 计算结果分析  47-48
  3.7 本章小结  48-49
第四章桥吊码头结构模态分析  49-65
  4.1 模态分析在工程中的应用  49-51
  4.2 结构模态分析原理  51-55
    4.2.1 结构模态分析的假设  51
    4.2.2 结构的振动模型描述  51-54
    4.2.3 模态分析的理论依据  54-55
  4.3 模态分析的方法  55-56
  4.4 有限元模型的建立及单元划分  56-58
    4.4.1 桩柱墩式桥吊计算模型的建立  56-57
    4.4.2 实体墩式桥吊计算模型的建立  57-58
  4.5 边界条件及荷载  58
    4.5.1 边界条件  58
    4.5.2 计算荷载  58
  4.6 桥吊码头的模态计算结果及结果分析  58-64
    4.6.1 桩柱墩式桥吊模型计算结果  58-61
    4.6.2 结果分析  61
    4.6.3 实体墩式桥吊模型计算结果  61-64
    4.6.4 结果分析  64
  4.7 本章小结  64-65
第五章主要结论与展望  65-67
  5.1 结论  65-66
  5.2 展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-70
在学期间发表的论著及科研成果  70

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