單索面鋼箱梁斜拉橋扭轉(zhuǎn)性能研究

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1、碩士學(xué)位論文單索面鋼箱梁斜拉橋扭轉(zhuǎn)性能研究RESEARCHONTORSIONALPERFORMANCEOFCABLE-STAYEDBRIDGEWITHSINGLECABLEPLANEGIRDER韓劍哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號(hào)：U448.27學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號(hào)：624密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文單索面鋼箱梁斜拉橋扭轉(zhuǎn)性能研究碩士研究生：韓劍導(dǎo)師：吳紅林副教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：橋梁與隧道工程所在單位：交通科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:U448.27SchoolCode:10213

2、U.D.C:624SecurityClassification:PublicDissertationfortheDegreeofMasterinEngineeringRESEARCHONTORSIONALPERFORMANCEOFCABLE-STAYEDBRIDGEWITHSINGLECABLEPLANEGIRDERCandidate：HanJianSupervisor：A.Prof.WuHonglinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：BridgeandTunnelEngineeringSchoolof

3、TransportationScienceAndAffiliation：EngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要單索面斜拉橋具有行車視野開闊，簡(jiǎn)潔優(yōu)美的優(yōu)點(diǎn)。布置在行車道中央的橋塔與直接錨固在梁中線的拉索使材料用量較省。對(duì)于拉索疲勞問題，采用單索面布置是有利的。基于以上優(yōu)點(diǎn)，單索面斜拉橋?yàn)楣こ探缙毡椴捎谩５珕嗡髅娌贾貌⒉荒軌驗(yàn)橹髁禾峁╊~外的扭轉(zhuǎn)剛度。因此主梁一般采用抗扭剛度較大的箱形截面。當(dāng)采用薄壁鋼箱梁

4、時(shí)，其偏載作用下扭轉(zhuǎn)畸變效應(yīng)是值得探討的。本文研究單索面鋼箱梁斜拉橋偏載作用下的扭轉(zhuǎn)畸變效應(yīng)。首先回顧了分析箱梁剛性扭轉(zhuǎn)基于烏曼斯基第二理論的解析法，及分析箱梁畸變效應(yīng)的彈性地基梁相似法。采用解析法，桿系有限元法，板殼有限元法分別計(jì)算鋼箱梁剛性扭轉(zhuǎn)響應(yīng)。綜合分析得到鋼箱梁偏載作用下鋼箱梁空間應(yīng)力分布規(guī)律。通過對(duì)比解析法和板殼有限元法的計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)約束扭轉(zhuǎn)占比為1的位置處，解析應(yīng)力計(jì)算結(jié)果偏于保守。揭示了經(jīng)典理論的局限性。并從扭轉(zhuǎn)角，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，主梁形式，支承布置等角度探討單索面鋼箱梁斜拉橋跨徑限值，提出若干設(shè)計(jì)建議。采用彈性地基梁比擬法和板殼單元法計(jì)算箱梁的畸變效應(yīng)。檢驗(yàn)彈性地

5、基梁比擬法計(jì)算畸變的可靠性。闡述寬箱梁畸變行為的力學(xué)機(jī)理。明確鋼箱梁畸變效應(yīng)沿截面橫向，橋梁縱向的分布規(guī)律。根據(jù)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果和規(guī)律指出扭轉(zhuǎn)工況下箱梁外腹板受力最為不利。針對(duì)本橋外腹板，給出沿橋縱向不同區(qū)域?qū)?yīng)的不同應(yīng)力放大系數(shù)，以達(dá)到近似考慮扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的目的。明確沿縱橋向不同區(qū)段控制外腹板穩(wěn)定設(shè)計(jì)的荷載工況。對(duì)考慮了扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的腹板，給出縱向加勁肋合理配置位置。最后，分析軸力作用下扭轉(zhuǎn)的二次效應(yīng)，考慮二次效應(yīng)的彎扭正應(yīng)力較之前數(shù)值增加很小，設(shè)計(jì)計(jì)算中不必過度關(guān)注。關(guān)鍵詞：?jiǎn)嗡髅嫘崩瓨颍讳撓淞?；扭轉(zhuǎn)；畸變；空間應(yīng)力-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractSinglecab

6、le-stayedcable-stayedbridgehastheadvantagesofwidevision,simpleandelegantdriving.Thebridgetowerarrangedinthecenterofthecarriagewayandthecableanchoreddirectlyinthemidlineofthebeamsavetheamountofmaterialused.Forcablefatigueproblems,itisadvantageoustouseasinglecablesurfacearrangement.Basedonthea

7、boveadvantages,singlecable-stayedcable-stayedbridgesarecommonlyusedintheengineeringsector.However,asinglecablesurfacearrangementdoesnotprovideadditionaltorsionalstiffnessforthemainbeam.Therefore,themainbeamgenerallyadoptsaboxsectionwitharelativelyh