三桁刚性悬索加劲钢桁梁关键技术研究

摘要

广东东莞东江大桥主桥是一座三主桁双层桥面刚性悬索加劲钢桁梁，这是一种较为新颖的桥梁结构形式，它同时具备悬索桥与钢桁架桥的优点。 本文通过建立空间仿真模型，全面的分析了三桁刚性悬索加劲钢桁梁的力学特性，得到了三桁刚性悬索加劲钢桁梁位移和内力变化规律；提出了设置横向预拱的方法来消除三主桁受力不均衡的特点。刚性悬索跨中大节点处受力及其复杂，通过建立该节点的细部仿真模型得到了三桁刚性悬索加劲钢桁梁节点的应力分布规律，并用模型试验结果进行了对比分析；最后还对刚性悬索加劲钢桁梁的自振特性、抗风、抗震等动力性能做了详细的分析。本文的结果可为同类型的桥梁的设计、制造、施工以及监控提供参考。

目录

文摘

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第一章总体设计

1.1钢桁梁在我国的发展

1.1.1铁路钢桁梁在我国的发展

1.1.2双层钢桁梁在我国的发展

1.1.3空间多片主桁双层钢桁梁在我国的发展

1.2三桁刚性悬索加劲钢桁梁总体设计

1.2.1项目背景

1.2.2孔跨布置

1.2.3结构体系

1.2.4主桁设计

1.2.5主桁结构设计

1.2.6桥面系

1.2.7刚性悬索及吊杆

1.2.8塔柱

1.2.9主桥下部结构

1.3主桥结构关键技术

1.3.1主桥结构关键技术

1.4本文的主要研究内容

第二章结构静力特性研究

2.1桥梁结构仿真技术

2.2静力分析

2.3三桁结构内力均衡设计

2.3.1方案的提出

2.3.2方案的比较及选定

2.4横向支座强迫位移计算

2.4.1横向支座强迫位移对悬索加劲的影响

2.4.2横向支座强迫位移对上弦的影响

2.4.3横向支座强迫位移对下弦的影响

2.5横向支座强迫位移设置效果

2.6本章小结

第三章特殊节点设计优化及模型试验

3.1特殊节点设计优化

3.1.1特殊节点设计优化的目的

3.1.2特殊节点设计优化

3.2特殊节点模型试验

3.2.1特殊节点模型试验的研究目的及必要性

3.2.2特殊节点模型试验研究的主要步骤

3.2.3特殊节点试验模型的设计

3.2.4模型的细部分析

3.2.5试验加载

3.2.6试验结果

3.2.7结果分析

3.2.8本章小结

第四章结构动力特性研究

4.1概述

4.2设计基本风速、主梁设计基准风速和颤振检验风速的确定

4.2.1桥址处风环境

4.2.2设计基本风速

4.2.3主梁颤振检验风速

4.3抗震设防标准

4.4结构体系的选取

4.4.1桥址处的地震地质

4.4.2基于风和地震作用下的结构体系的选取

4.5结构动力特性分析

4.5.1空间有限元理论

4.5.2计算图式

4.5.3边界条件

4.5.4结构动力特性计算

4.6主梁抗风稳定性分析

4.6.1桥梁颤振稳定性指数按下式计算：

4.6.2颤振临界风速的估算

4.7有关结构抗风的其它问题

4.7.1塔柱的风振及制振措施

4.7.2刚性吊索的风振及制振措施

4.8结构的地震响应

4.9本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果