铁路四线重载钢桁梁斜拉桥静动力分析研究

摘要

随着国家高铁网建设步伐的加快，斜拉桥成为跨越江河峡谷的合理选择。斜拉桥作为一种柔性结构如何适应铁路活载大的特点从而保证列车运行安全性与平稳性成为日益重要的研究课题。
　　论文以国内某四线高速铁路重载钢桁梁斜拉桥为背景，此桥是国内首座采用两片主桁的四线大跨度宽桁铁路斜拉桥。论文结合设计进行静力分析与动力分析，主要对结构受力特性、静活载作用下的结构受力与变形情况、结构自振特性和地震荷载作用下的结构响应及静风荷载、列车荷载作用下结构的稳定性进行相关研究。研究内容主要包括以下几个方面:
　　(1)运用计算软件Midas Civil2012建立基于梁单元、索单元和板单元的全桥三维有限元模型;计算分析桥梁施工阶段的受力和变形，分析中考虑混凝土收缩徐变因素的影响。
　　(2)计算分析四线铁路活载、风荷载、温度荷载与基础不均匀沉降等各单独工况与不同组合工况作用下桥塔、钢主梁和拉索受力状况，提出优化构件受力状态的建议。
　　(3)利用子空间迭代法计算结构自振特性，运用反应谱和时程分析两种方法对结构进行地震响应计算分析;
　　(4)计算分析施工阶段和运营阶段桥梁的弹性稳定性，得出了桥梁从施工到运营阶段桥梁结构稳定性均满足要求的结论。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 斜拉桥发展历史概述

1．2 国内外钢桁架斜拉桥发展现状

1．3 铁路钢桁架斜拉桥特点

1．4 本论文的主要研究内容

第2章 全桥三维有限元模型的建立

2．1 工程背景

2．1．1 工程概况

2．1．2 桥梁结构特点

2．2 全桥有限元模拟

2．2．1 引言

2．2．2 斜拉桥桥塔的模拟

2．2．3 斜拉索的模拟

2．2．4 主梁的模拟

2．2．5 下部结构的模拟

2．2．6 边界条件的模拟

2．2．7 其他注意问题

第3章 施工阶段分析

3．1 引言

3．2 施工过程简介

3．3 施工过程构件计算分析

3．3．1 桥塔分析

3．3．2 钢桁架分析

3．3．3 拉索分析

3．4 本章小结

第4章 全桥运营阶段分析

4．1 引言

4．2 规范要求

4．3 四线活载计算分析

4．4 其余分项荷载计算分析

4．5 组合工况计算分析

4．6 本章小结

第5章 结构动力分析

5．1 自振特性分析

5．1．1 自振特性理论

5．1．2 自振特性分析结果

5．2 反应谱分析

5．2．1 反应谱分析原理

5．2．2 反应谱数据

5．2．3 地震作用下响应分析

5．2．4 组合作用下地震响应分析

5．3 地震时程分析

5．3．1 时程分析理论

5．3．2 地震波的选取与输入

5．3．3 时程结果分析

5．4 反应谱与时程结果对比分析

5．5 本章小结

第6章 全桥稳定性分析

6．1 引言

6．2 施工阶段稳定分析

6．2．1 桥塔稳定分析

6．2．2 最大双悬臂状态稳定分析

6．3 成桥阶段稳定状态分析

6．3．1 计算工况

6．3．2 计算结果分析

6．4 本章小结

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果