[碩士]自錨式懸索橋鋼箱梁的優(yōu)化研究與應(yīng)用

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　　[碩士]自錨式懸索橋鋼箱梁的優(yōu)化研究與應(yīng)用　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：大連理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2009　　張家口清水河建設(shè)橋是一座自錨式懸索橋，根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)要求和地質(zhì)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(gòu)造和受力都比較復(fù)雜。本文對(duì)其鋼箱梁方案進(jìn)行了靜力計(jì)算分析、局部穩(wěn)定屈曲分析和橫隔板的橫向計(jì)算，本文的主要內(nèi)容如下:　　 (1)查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料，闡述總結(jié)了自錨式懸索橋的相關(guān)發(fā)展情況、構(gòu)造功能及特點(diǎn);并研究了自錨式懸索橋和正交異性鋼箱梁的各種計(jì)算理論和分析方法?！　? (2)通過(guò)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(xiàn)除了在主梁受力方面外，在經(jīng)濟(jì)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(yīng)力范圍內(nèi)的，而傳統(tǒng)閉口鋼箱梁的應(yīng)力偏小，趨于保守，容易造成材料的浪費(fèi)。　　 (3)通過(guò)對(duì)本橋扁平邊主鋼箱梁局部梁段進(jìn)行穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn)，由頂板、縱肋和橫肋組成的橋面系結(jié)構(gòu)的影響最為重要。底板、腹板和腹板加勁肋對(duì)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(duì)鋼箱梁的局部穩(wěn)定性提高作用有限。本模型可以通過(guò)約束橫隔板的變形來(lái)提高主梁的局部穩(wěn)定性，同時(shí)此鋼箱梁截面的受力和穩(wěn)定性方面需要進(jìn)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(jì)算發(fā)現(xiàn)，在兩種模型中，橫隔板在主跨l l2處正應(yīng)力最大，在邊跨1/2處正應(yīng)力最小，剪應(yīng)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(rèn)為在選取橫隔板計(jì)算時(shí)，采用主跨上的橫隔板即可。分別對(duì)應(yīng)于主梁上各點(diǎn)，采用混合有限元模型計(jì)算的橫隔板應(yīng)力值與傳統(tǒng)有限元模型計(jì)算的應(yīng)力值相比，比值都在0.5左右，可表明兩種方法在計(jì)算上有一定的規(guī)律性和相關(guān)性?？紤]到傳統(tǒng)橫隔板計(jì)算方法由于單獨(dú)考慮橫隔板的受力特性，頂板和底板的參與作用有限，沒(méi)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(jié)果都在鋼材的容許應(yīng)力范圍內(nèi)，所以傳統(tǒng)計(jì)算方法偏于保守，模型簡(jiǎn)單，在本橋的計(jì)算中還是可以采用的。

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