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部分斜拉桥的界定和概念设计研究

作　者: 龚匡敏
导　师: 黄侨
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 部分斜拉桥索梁刚度比结构体系概念设计参数研究
分类号: U448.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 32次
引　用: 2次
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内容摘要

部分斜拉桥是一种介于连续梁和斜拉桥间的新型的桥梁结构,有着其独特的结构和受力特性,正受到国内外越来越多的关注。本文主要分析和讨论了部分斜拉桥的命名和界定问题,以及部分斜拉桥的概念设计问题。由于目前部分斜拉桥命名和界定问题比较混乱,本文首先讨论了该桥型的名称,认为其中文合理名称为“部分斜拉桥”,英文名称为“Partially Cable-stayed Bridge”。其次提出了索梁刚度比的概念,推导了在不同支承条件下单塔和双塔体系的索梁刚度比的公式,并对公式中的参数进行修正。通过对实桥的模拟计算,分析和比较了部分斜拉桥和常规斜拉桥的索梁刚度比和桥塔高跨比,提出了可使用索梁刚度比小于30和桥塔高跨比小于0.2来共同界定部分斜拉桥的分类方法。随后讨论索梁刚度比和结构参数的关系,以及索梁刚度比对结构内力和位移的影响。鉴于概念设计在桥梁设计中具有重要的作用,以及目前在桥梁领域中关于概念设计的研究比较少。本文对部分斜拉桥概念设计的涵义、内容、过程、基本设计概念和基本原则进行研究和探讨。通过对国内外三十几座已建的部分斜拉桥的结构参数进行统计分析,阐述了部分斜拉桥概念设计的实施过程,提出部分斜拉桥各设计参数的合理取值,并以漳州战备桥为例,讨论了结构参数的变化对结构的力学性能的影响,可作为日后设计的参考。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-21
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 部分斜拉桥的特点  11-12
  1.3 国内外的发展状况  12-17
    1.3.1 国外发展状况  12-16
    1.3.2 国内发展状况  16-17
  1.4 部分斜拉桥存在的问题  17-20
    1.4.1 部分斜拉桥的命名和界定  17-20
    1.4.2 部分斜拉桥的概念设计  20
  1.5 本文的主要研究内容  20-21
第2章部分斜拉桥的界定和索梁刚度比研究  21-43
  2.1 部分斜拉桥的名称  21-22
  2.2 部分斜拉桥的索梁刚度比  22-28
    2.2.1 塔、梁固结和塔、墩固结的支承体系  23-26
    2.2.2 塔梁墩固结的刚构体系  26-28
  2.3 参数修正  28-32
    2.3.1 斜拉索弹性模量修正  28-29
    2.3.2 变截面变刚度主梁惯性矩修正  29-32
  2.4 已建部分斜拉桥和常规斜拉桥索梁刚度比  32-33
  2.5 索梁刚度比与结构参数的关系  33-36
    2.5.1 索梁刚度比与斜拉索水平倾角  34-35
    2.5.2 索梁刚度比与斜拉索面积  35
    2.5.3 索梁刚度比与主梁截面惯性矩  35-36
  2.6 索梁刚度比对结构荷载效应的影响  36-38
  2.7 部分斜拉桥的拉索活载应力幅  38-41
    2.7.1 拉索活载应力幅计算方法  38-40
    2.7.2 拉索应力幅值计算和统计  40-41
  2.8 本章小结  41-43
第3章概念设计的原理  43-57
  3.1 概念设计的涵义  43-48
    3.1.1 概念的涵义  43-44
    3.1.2 概念设计的涵义  44-47
    3.1.3 概念设计的意义  47-48
  3.2 概念设计的过程  48-50
    3.2.1 目标和方向的确定  48-49
    3.2.2 概念的形成阶段  49-50
    3.2.3 构思的物化阶段  50
  3.3 概念设计的几个基本设计概念  50-54
    3.3.1 安全概念  51
    3.3.2 结构体系概念  51-52
    3.3.3 环境概念  52
    3.3.4 技术概念  52
    3.3.5 动态发展概念  52-53
    3.3.6 经济概念  53-54
  3.4 概念设计的基本原则  54-56
  3.5 本章小结  56-57
第4章部分斜拉桥概念设计的实施  57-75
  4.1 结构体系  57-60
    4.1.1 三种结构体系特点  58-59
    4.1.2 三种结构体系受力和变形比较  59-60
  4.2 跨径  60-61
  4.3 力学估算  61-64
    4.3.1 结构整体刚度和荷载分配关系  61-63
    4.3.2 拉索面积估算  63-64
  4.4 主梁  64-67
    4.4.1 主梁形式  64
    4.4.2 主梁横截面  64-65
    4.4.3 梁高  65-66
    4.4.4 顶板宽度  66
    4.4.5 板厚  66-67
  4.5 拉索  67-69
    4.5.1 拉索的布置形式  67-68
    4.5.2 拉索间距  68-69
  4.6 无索区长度  69-71
    4.6.1 主跨跨中无索区  70
    4.6.2 边跨无索区  70
    4.6.3 塔旁无索区  70-71
  4.7 桥塔  71-74
    4.7.1 桥塔尺寸  71-72
    4.7.2 桥塔型式  72-74
  4.8 本章小结  74-75
第5章部分斜拉桥结构设计参数分析  75-88
  5.1 参数分析模型的建立  75-77
    5.1.1 模型桥基本参数  76
    5.1.2 荷载及荷载工况假定  76-77
    5.1.3 计算内容  77
  5.2 部分斜拉桥边中跨比（边跨无索区）分析  77-80
    5.2.1 对主梁的影响  79
    5.2.2 对塔和拉索的影响  79-80
  5.3 部分斜拉桥中跨跨中无索区分析  80-82
    5.3.1 对主梁的影响  80-82
    5.3.2 对塔和拉索的影响  82
  5.4 部分斜拉桥塔旁无索区分析  82-84
    5.4.1 对主梁的影响  82-83
    5.4.2 对塔和拉索的影响  83-84
  5.5 部分斜拉桥塔高分析  84-86
    5.5.1 对主梁的影响  86
    5.5.2 对塔和拉索的影响  86
  5.6 本章小结  86-88
结论与展望  88-90
参考文献  90-95
攻读学位期间发表的学术论文  95-97
致谢  97

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