矮塔斜拉桥是一种组合结构体系，其力学性能介于连续梁桥和斜拉桥之间。由于其良好的经济特性和美学效果，近些年在国内外得到了快速发展。本文试图全面深入地研究矮塔斜拉桥设计理论中存在的问题，并提出新的设计方法。 1、文中首先简述矮塔斜拉桥的起源" />

学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

矮塔斜拉桥设计理论核心问题研究

作　者: 陈从春
导　师: 肖汝诚
学　校: 同济大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 矮塔斜拉桥斜拉桥连续梁应力幅索梁活载比名义刚度塔梁刚度比有限元经济跨径优化设计拉索预应力安全系数容许应力
分类号: U448.27
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
下　载: 1265次
引　用: 25次
阅　读: 论文下载

内容摘要

斜拉桥的学位论文">矮塔斜拉桥是一种组合结构体系，其力学性能介于连续梁桥和斜拉桥之间。由于其良好的经济特性和美学效果，近些年在国内外得到了快速发展。本文试图全面深入地研究矮塔斜拉桥设计理论中存在的问题，并提出新的设计方法。 1、文中首先简述矮塔斜拉桥的起源和发展状况，总结了发展中存在的一些主要问题。讨论了该体系的中英文名称，并指出拉索倾角和应力变幅是矮塔斜拉桥和常规斜拉桥最根本的区别。提出了索梁活载比的概念，推导了不同支承条件下均布荷载作用时单塔、双塔、多塔的矮塔斜拉桥的索梁活载比计算公式，并用有限元分析结果对公式进行了验证。进一步研究表明，索梁活载比小于为0.5时，可界定出典型的(刚梁柔塔)矮塔斜拉桥。随后研究了各结构参数与索梁活载比的关系。索梁活载比包含了矮塔斜拉桥的塔、梁、索以及支承条件等的主要结构特征，有助于概念设计阶段把握结构的总体特性。 2、为了研究斜拉体系桥的总体刚度，提出了名义刚度和塔梁刚度比的概念，并推导了相应的表达式；讨论了影响斜拉体系桥刚度的因素；并提出可将塔梁刚度比作为非典型的(柔梁刚塔)矮塔斜拉桥和斜拉桥区分指标。 3、以设计强度扣除活载及其他荷载效应的应力区间，作为主梁上下缘的恒载应力可行区域；引入索力和预应力的影响矩阵，利用调值原理，以拉索和预应力筋的综合费用最小为目标，解决了拉索和预应力筋的优化配置问题。利用ANSYS的二次开发功能，编制了相应的计算程序。并以实桥为对象，检验了索力和预应力的优化理论。结果表明，本方法计算的拉索和预应力筋的综合费用只需实桥的47.9％，体现了很高的实用价值。 4、收集了国内已建的连续梁(刚构)、矮塔斜拉桥和斜拉桥的资料，统计了其主梁混凝土、普通钢筋、预应力钢筋的指标，并根据跨径拟合了各自的经济指标公式；利用推导的经济指标公式，得出了矮塔斜拉桥的经济跨径。简要地总结了矮塔斜拉桥的主梁和主塔的设计参数，并参考国内外情况，对拉索的安全系数和容许应力，提出了实用确定方法。 5、最后结合本文的研究结果，提出了矮塔斜拉桥设计的新思路，并与传统的设计过程进行了比较。

全文目录

中文摘要  5-7
ABSTRACT  7-13
第1章绪论  13-38
  1．1 引言  13
  1．2 斜拉桥的学位论文">矮塔斜拉桥的起源  13-16
  1．3 矮塔斜拉桥的发展现状  16-30
    1．3．1 矮塔斜拉桥国外发展情况  16-22
    1．3．2 矮塔斜拉桥国内发展情况  22-23
    1．3．3 矮塔斜拉桥资料汇编  23-30
  1．4 矮塔斜拉桥发展中存在的主要问题  30-35
    1．4．1 矮塔斜拉桥的界定问题  30-32
    1．4．2 柔梁刚塔与刚梁柔塔矮塔斜拉桥的特性  32-33
    1．4．3 矮塔斜拉桥的索力与体内预应力优化的问题  33-34
    1．4．4 矮塔斜拉桥经济跨径的问题  34
    1．4．5 矮塔斜拉桥拉索的安全系数与容许应力问题  34-35
    1．4．6 矮塔斜拉桥的设计方法问题  35
  1．5 设计理论的内涵  35-36
  1．6 本文的主要研究内容  36-38
第2章矮塔斜拉桥的界定与索梁活载比研究  38-59
  2．1 矮塔斜拉桥的名称与界定  38-39
    2．1．1 矮塔斜拉桥的称谓  38-39
    2．1．2 矮塔斜拉桥的界定  39
  2．2 矮塔斜拉桥的体系分类  39-43
    2．2．1 按支承体系分类  40-41
    2．2．2 按塔数布置分类  41-42
    2．2．3 按主梁刚度强弱分类  42-43
  2．3 矮塔斜拉桥的索梁恒载比、索梁活载比  43-50
    2．3．1 索梁恒载比、索梁活载比的概念  43
    2．3．2 比拟梁法  43-44
    2．3．3 索梁活载比计算公式  44-50
  2．4 索梁活载比对比研究  50-52
    2．4．1 索梁活载比计算公式的精度  50-51
    2．4．2 已建矮塔斜拉桥和常规斜拉桥索梁活载比  51-52
  2．5 不同体系的索梁活载比与结构参数的关系  52-54
    2．5．1 索梁活载比与拉索倾角  52-53
    2．5．2 索梁活载比与拉索面积  53-54
    2．5．3 索梁活载比与主梁刚度  54
  2．6 索梁活载比对静力特性的影响  54-57
    2．6．1 索梁活载比与弯矩的关系  55-56
    2．6．2 索梁活载比与挠度的关系  56
    2．6．3 索梁活载比与应力变幅的关系  56-57
  2．7 本章小结  57-59
第3章矮塔斜拉桥塔与梁的刚度研究  59-68
  3．1 矮塔斜拉桥的名义刚度和塔梁刚度比的概念  59-60
  3．2 矮塔斜拉桥的名义刚度计算公式的推导  60-62
  3．3 矮塔斜拉桥名义刚度、塔梁刚度比的讨论  62-67
    3．3．1 结构参数对名义刚度的影响  62-65
    3．3．2 塔梁刚度比的讨论  65-66
    3．3．3 已建桥梁名义刚度、塔梁刚度比与应力变幅的统计结果  66-67
  3．4 本章小结  67-68
第4章矮塔斜拉桥索力与体内预应力优化研究  68-93
  4．1 概述  68-70
    4．1．1 关于合理索力的优化方法问题  68-69
    4．1．2 关于索力和预应力的优化问题  69-70
  4．2 基于拉索与预应力筋综合造价最小的最优分配比例研究  70-76
    4．2．1 调值原理及计算方法  70-73
    4．2．2 以索筋总费用最小为目标函数  73-74
    4．2．3 施调向量  74
    4．2．4 受调向量  74-76
  4．3 基于ANSYS二次开发的计算程序  76-83
    4．3．1 ANSYS的二次开发功能  77-79
    4．3．2 索力和预应力优化配置程序的编制  79-81
    4．3．3 索力和预应力优化配置计算步骤和流程图  81-83
  4．4 索力和预应力优化配置的应用  83-91
    4．4．1 工程背景  83-85
    4．4．2 计算说明  85-86
    4．4．3 计算结果  86-91
    4．4．4 经济索梁恒载比  91
  4．5 本章小结  91-93
第5章矮塔斜拉桥经济特性分析及设计参数研究  93-115
  5．1 经济跨径的研究  93-102
    5．1．1 连续梁和连续刚构桥造价与跨径的关系研究  93-95
    5．1．2 斜拉桥造价与跨径的关系研究  95-98
    5．1．3 矮塔斜拉桥造价与跨径的关系研究  98-100
    5．1．4 矮塔斜拉桥经济跨径的确定  100-102
  5．2 主要设计参数确定  102-104
  5．3 拉索设计参数确定  104-114
    5．3．1 概述  104-105
    5．3．2 疲劳的定义  105
    5．3．3 疲劳荷载  105-106
    5．3．4 影响拉索疲劳强度的因素  106-107
    5．3．5 疲劳强度的确定  107-113
    5．3．6 容许应力的确定  113-114
  5．4 本章小结  114-115
第6章矮塔斜拉桥的设计过程研究  115-127
  6．1 概述  115
  6．2 设计过程内容  115-124
  6．3 本文设计过程与传统的设计过程的比较  124-126
  6．4 本章小结  126-127
第7章总结与展望  127-130
  7．1 总结  127-128
  7．2 展望  128-130
参考文献  130-140
攻读博士学位期间发表的论文  140-141
致谢  141

矮塔斜拉桥设计理论核心问题研究

内容摘要

全文目录

相似论文