[碩士]自錨式懸索橋鋼箱梁的優(yōu)化研究與應用

內容簡介

　　[碩士]自錨式懸索橋鋼箱梁的優(yōu)化研究與應用　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：大連理工大學　　學位年度：2009　　張家口清水河建設橋是一座自錨式懸索橋，根據實際運營要求和地質情況采用了與傳統(tǒng)閉口鋼箱梁不一樣的扁平邊主鋼箱梁。本橋鋼箱梁寬厚比很大，構造和受力都比較復雜。本文對其鋼箱梁方案進行了靜力計算分析、局部穩(wěn)定屈曲分析和橫隔板的橫向計算，本文的主要內容如下:　　 (1)查閱國內外相關資料，闡述總結了自錨式懸索橋的相關發(fā)展情況、構造功能及特點;并研究了自錨式懸索橋和正交異性鋼箱梁的各種計算理論和分析方法?！　? (2)通過不同梁高的扁平邊主鋼箱梁和傳統(tǒng)閉口鋼箱梁截面的靜力模型比較，發(fā)現除了在主梁受力方面外，在經濟性和施工難易程度等方面，扁平邊主鋼箱梁模型都要比同等規(guī)模的閉口鋼箱梁截面模型優(yōu)越;在主梁受力方面，扁平邊主鋼箱梁模型也是在鋼材的容許應力范圍內的，而傳統(tǒng)閉口鋼箱梁的應力偏小，趨于保守，容易造成材料的浪費。　　 (3)通過對本橋扁平邊主鋼箱梁局部梁段進行穩(wěn)定性分析發(fā)現，由頂板、縱肋和橫肋組成的橋面系結構的影響最為重要。底板、腹板和腹板加勁肋對鋼箱梁的局部穩(wěn)定有一定的影響，但考慮到本橋中腹板和底板所在區(qū)域有限，所以板厚變化對鋼箱梁的局部穩(wěn)定性提高作用有限。本模型可以通過約束橫隔板的變形來提高主梁的局部穩(wěn)定性，同時此鋼箱梁截面的受力和穩(wěn)定性方面需要進行更深入的研究?！　? (4)采用混合有限元模型和傳統(tǒng)橫隔板有限元模型的計算發(fā)現，在兩種模型中，橫隔板在主跨l l2處正應力最大，在邊跨1/2處正應力最小，剪應力則相差不大。橫隔板在主跨1 /2處和主跨1/4處的受力差別不大，我們可以認為在選取橫隔板計算時，采用主跨上的橫隔板即可。分別對應于主梁上各點，采用混合有限元模型計算的橫隔板應力值與傳統(tǒng)有限元模型計算的應力值相比，比值都在0.5左右，可表明兩種方法在計算上有一定的規(guī)律性和相關性。考慮到傳統(tǒng)橫隔板計算方法由于單獨考慮橫隔板的受力特性，頂板和底板的參與作用有限，沒有考慮U型肋、腹板和其他加勁肋的約束影響，汽車荷載取值較大，且結果都在鋼材的容許應力范圍內，所以傳統(tǒng)計算方法偏于保守，模型簡單，在本橋的計算中還是可以采用的。

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