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柔性吊桥设计理论与方法研究

作　者: 官印生
导　师: 周新年
学　校: 福建农林大学
专　业: 森林工程
关键词: 柔性吊桥悬链线理论数学模型设计系统
分类号: U448.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 154次
引　用: 1次
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内容摘要

柔性吊桥能充分发挥钢索受拉强度大的特点，不需要特别高的桥塔，就可架设大跨径的桥梁，桥面系构造简单、加工容易、耗钢量低、桥梁架设和维护方便、桥型美观、造价低，在农村和旅游景点有广泛的应用前景。悬索桥设计理论往往注重于大中型刚性桥型的研究，对于柔性吊桥则从理论剑实践都有不完善之处。在荷载作用下，柔性吊桥的主索会产生几何形状和内力的变化。所以，正确分析荷载作用下主索的受力情况成为柔性吊桥设计的关键。主索的传统设计方法是假设荷载在水平方向均匀分布，主索线形为抛物线，工程上按抛物线理论进行主索设计计算。但吊桥在成桥状态后，对于主索而言，所受荷载为沿悬索曲线均布的主索自重，以及通过吊杆传递的局部集中荷载。因此，传统的主索设计计算理论与主索实际受力出入较大，特别是在变型桥设计计算上，容易造成较大的误差。研究主索在沿弧长分布的自重及由吊杆传递的集中荷重作用下的受力和线形，在2吊杆间的主索只受自重作用，符合公认的悬索线形——悬链线。采用悬链线理论，根据受力平衡条件和变形相容条件，利用牛顿迭代法精确计算出柔性吊桥的成桥线形及索长，建立悬索系统设计的数学模型。在所建数学模型的基础上，利用Visual Basic 6.0和AutoCAD及其二次开发工具VBA开发柔性吊桥计算机辅助设计系统，包括悬索系统设计和桥型成图2个子系统，系统界面友好，易于操作。可以实现给定设计参数输入，进行悬索系统的设计计算、安全性检验，桥型布置图绘制等。解决柔性吊桥设计的计算机化，避免烦琐、复杂的迭代计算，完成桥型布置图的自动绘制，改变传统的手工绘图方法，提高了设计精度与效率，为柔性吊桥的设计提供科学依据。运用论文所提出的一整套系统理论，对福建省建瓯市川石乡慈口村简易柔性悬索桥进行论证和优化设计，其设计方案可行，技术先进、经济合理、安全适用。

全文目录

独创性声明  3
论文使用授权的说明  3-6
摘要  6-7
Abstract  7-9
1 引言  9-21
  1.1 柔性吊桥发展历史及现状  9-13
  1.2 柔性吊桥的类型及适用范围  13-14
  1.3 柔性吊桥的受力特征  14-15
  1.4 柔性吊桥悬索设计理论  15-19
  1.5 理论研究的目的和意义  19-20
  1.6 论文研究的主要内容和方法  20-21
2 山区桥梁桥型选择  21-25
  2.1 山区桥梁的主要型式  21-22
  2.2 山区桥梁的方案选择  22
  2.3 山区柔性吊桥的合理形式  22-25
3 山区柔性吊桥设计  25-40
  3.1 总体设计  25-27
  3.2 悬索系统设计  27-35
  3.3 桥塔设计  35-37
  3.4 索鞍设计  37-38
  3.5 锚啶设计  38-39
  3.6 桥面系设计  39-40
4 柔性吊桥计算机辅助设计系统  40-54
  4.1 系统数学模型  40-43
  4.2 开发语言与绘图平台的选择  43-44
  4.3 系统主要功能  44
  4.4 系统运行环境及运行特点  44-45
  4.5 系统设计思想  45-46
  4.6 系统关键技术  46-47
  4.7 程序设计  47-51
  4.8 系统实例  51-53
  4.9 小结与讨论  53-54
5 工程实例  54-68
  5.1 工程概况  54-55
  5.2 设计依据  55-56
  5.3 总体设计  56-58
  5.4 桥面系设计  58-61
  5.5 悬索系统设计  61-62
  5.6 吊杆设计  62-63
  5.7 索鞍设计  63-64
  5.8 桥塔设计  64-66
  5.9 锚啶设计  66-68
6 结论与讨论  68-71
  6.1 结论  68-69
  6.2 讨论与建议  69-71
参考文献  71-76
致谢  76

柔性吊桥设计理论与方法研究

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