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输送石灰石悬索桥钢索塔抗风性能研究

作　者: 王春磊
导　师: 卢玉华
学　校: 山东科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 悬索桥大跨空气静力失稳钢索塔静风荷载裸塔动力特性
分类号: U448.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 24次
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内容摘要

悬索桥——桥梁家族中跨越能力最强的桥型之一,悬索桥以其整体造型美观和施工快捷等优势而广受欢迎,享有“桥梁皇后”之美称,世界大跨径桥梁主要采用悬索桥。悬索桥的主要受力特征是荷载由吊索传至主缆,再由主缆经过索塔传至锚碇,整个传力途径简洁、明确。随着大跨径悬索桥设计和施工技术的不断发展,以及高强度材料的不断出现,悬索桥跨径日趋超大跨,主跨度为3300m墨西拿海峡大桥正在施工,4000m以上的跨海大桥也已被提上议程。随着跨径的增大,悬索桥的柔性会更大,其静风稳定性问题也将更加突出。空气静力失稳发生前无任何预突发性强,因而破坏性更大,在桥梁的设计中应避免这种情况的出现。钢索塔的发展当以美国和日本为代表,两个国家建设了众多闻名于世的悬索桥。众所周知,日本是一个地震频繁出现的国家,尽可能采用钢结构是日本的国策之一,这是因为钢结构轻于混凝土结构,在发生地震时结构自重产生的惯性力小,所以钢索塔对抵抗地震是极其有效的措施之一。在我国中西部,地处山区是我国战略发展的天然屏障,因此要修建一些重要的交通路线,在这些交通路线修建中经常遇到桥涵或者隧道,在大跨度的桥梁修建中悬索桥是必不可少的桥梁结构形式。并且这些地区也是地震多发区,如2008年5月12日发生的汶川地震和2010年4月14日发生的玉树地震,给人民的生命和财产带来了巨大的损失。因此,在这些地区修建大跨悬索桥时,索塔的材料可以采用钢结构。本文主要介绍了悬索桥钢索塔在国内外的应用,并总结了一些桥梁钢索塔的结构形式和类型,钢索塔塔柱之间的连接以及与基础连接形式,并研究了悬索桥钢索塔在静风荷载作用下的线性分析和几何非线性分析,以及裸塔情况下的静风荷载分析和一些基本的动力特性,希望对以后悬索桥钢索塔的设计、施工等有所帮助。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-19
  1.1 引言  11-12
  1.2 桥梁风毁事件的回顾  12-13
  1.3 悬索桥风工程国内外研究现状  13-17
  1.4 主要研究内容  17-19
2 悬索桥钢索塔介绍  19-34
  2.1 桥梁中钢材的使用  20-23
  2.2 悬索桥钢索塔的结构形式和类型  23-25
  2.3 钢索塔节段间连接以及钢索塔与基础的连接形式  25-28
  2.4 钢索塔的应用概况  28-33
  2.5 本章小结  33-34
3 悬索桥钢索塔风荷载计算理论  34-49
  3.1 桥梁风工程研究的内容和方法  34-37
  3.2 悬索桥钢索风荷载计算方法  37-46
  3.3 悬索桥抗风稳定性检算  46-48
  3.4 本章小结  48-49
4 悬索桥钢索塔在静风荷载作用下的分析  49-72
  4.1 利用MIDAS/Civil建立悬索桥模型  49-52
  4.2 悬索桥钢索塔静风荷载计算  52-54
  4.3 悬索桥对比模型建立  54-57
  4.4 悬索桥钢索塔风荷载的施加  57-58
  4.5 悬索桥钢索塔计算结果分析  58-69
  4.6 悬索桥钢索塔的静力几何非线性分析  69-71
  4.7 本章小结  71-72
5 悬索桥钢索塔动力特性  72-83
  5.1 悬索桥钢索塔的动力特性简介  72-74
  5.2 悬索桥自振频率计算  74-82
  5.3 本章小结  82-83
6 结论与展望  83-85
  6.1 本文的主要结论  83-84
  6.2 有待进一步研究的问题  84-85
致谢  85-86
攻读硕士期间主要成果  86-87
参考文献  87-89

输送石灰石悬索桥钢索塔抗风性能研究

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