新型钢结构及现代预应力技术在高速公路收费站中的应用研究

摘要

本文首先对新型钢结构在高速公路收费站中的选型进行了研究。根据结构选型的几个基本原则和收费站自身的建筑功能和结构特点，对平板网架结构、空间网壳结构、斜拉结构和索膜结构在收费站中的选型进行了研究。结合某收费站工程实例，对这四类结构的总体受力特点、内力分布、结构变形特点、用钢量和动力性能进行了分析，得出了一些有用的结论。 其次，本文对预应力技术在高速公路收费站中的应用进行了研究。对等效力法、降温法、初应变法和模拟千斤顶法这几种模拟张拉预应力的方法进行了对比分析。指出了应该在力的平衡条件和位移的协调条件的基础上，来判断这几种方法的准确性；并指出了保持计算模型在分析过程中完整性的重要意义。对降温法模拟张拉预应力的实质进行了深入的探讨，指出了降温法的实质是，张拉降温后已缩短的拉索，使拉索端与结构端重合而在结构内部建立预应力的过程。根据降温法的实质，可以得到降温法与实际张拉过程的关系，并可准确的确定拉索的拔出长度。 最后，本文对某斜拉网格结构收费站进行了系统的研究。根据该结构的特点，对屋面结构、支承柱和拉索的布置进行了研究，确定了该结构合理的结构形式；之后对该结构在张拉预应力阶段进行了分析，详细阐述了拉索内预应力大小的确定方法，并对比分析了两种预应力张拉方案，从中确定了比较合理的施工方案；进行了承受荷载阶段的分析，探讨了屋盖的内力分布和结构挠度的控制方法；对此类结构进行了模态分析，分析了预应力对此类结构模态的影响；对此类结构进行了整体屈曲形态的分析，可通过该分析得到结构的薄弱部位，并对结构的薄弱部位予以加强；最后介绍了该结构的一些主要的节点构造。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2高速公路收费站概述

1.3高速公路收费站的发展回顾

1.3.1高速公路收费站结构形式的发展

1.3.2新技术在高速公路收费站建筑中的应用

1.3.3高速公路收费站的经典工程回顾

1.4高速公路收费站现阶段发展中存在的问题

1.5本文所研究的内容

本章参考文献

第二章新型钢结构在高速公路收费站中的结构选型与研究

2.1结构选型的基本原则

2.2收费站的使用功能和结构特点

2.3收费站经常采用的新型钢结构的形式

2.4平板网架结构在收费站中的选型研究

2.4.1平板网架的分类（按层数和支承条件分类）

2.4.2双层网架的形式

2.4.3双层网架的选型

2.5网壳结构在收费站中的选型研究

2.5.1网壳结构的分类

2.5.2双层柱面网壳的形式

2.5.3双层柱面网壳的选型

2.6斜拉网格结构在收费站中的选型研究

2.6.1斜拉网格结构的分类

2.6.2斜拉网格结构的特点

2.6.3斜拉网格结构在收费站中的选型研究

2.7索膜结构在收费站中的选型研究

2.7.1索膜结构的分类

2.7.2膜面材料

2.7.3索膜结构选型的概念设计

2.8本章小结

本章参考文献

第三章现代预应力技术在高速公路收费站中的应用研究

3.1现代预应力技术在高速公路收费站中的应用概述

3.2现代预应力的张拉锚固技术

3.2.1拉索和张拉锚固设备

3.2.2施工中施加预应力的主要方法

3.3现代预应力结构的设计计算方法的研究

3.3.1现代预应力结构设计计算的总体特点

3.3.2预应力的加载方案

3.3.3施加预应力的模拟计算

3.4本章小结

本章参考文献

第四章某斜拉单层网格结构收费站的设计研究

4.1某收费站工程概况

4.2结构方案的确定

4.2.1屋面结构

4.2.2支承柱

4.2.3拉索的布置

4.3结构所承受的主要荷载和荷载组合

4.4结构施加预应力阶段的分析

4.4.1拉索预应力大小的确定

4.4.2施工阶段施加预应力方案的确定

4.5结构承受荷载阶段的分析

4.5.1屋盖杆件的内力分布

4.5.2屋盖和支承柱的挠度控制

4.6结构弹性模态分析以及预应力对结构动力性态的影响

4.6.1结构动力方程

4.6.2结构动力性态

4.6.3预应力对结构动力性态的影响

4.7结构整体稳定性态

4.7.1结构整体稳定性计算方法

4.7.2结构整体稳定性态

4.8结构主要节点设计

4.8.1四管柱与拉索节点

4.8.2拉索与屋面连接节点

4.8.3四管梭形柱铰接柱脚节点

4.8.4屋面钢梁与四管梭形柱连接节点

4.9本章小结

本章参考文献

第五章结论与建议

致谢

个人简历 在读期间发表的学术论文与工作业绩