网状吊杆拱桥力学行为及极限承载能力研究
发布时间：2021-02-10 09:30
网状吊杆拱桥体态轻盈,造型优美,受力均匀,跨越能力大,技术经济指标优越,正逐渐引起桥梁界的重视,但国内针对这类拱桥的研究尚处于起步阶段,缺乏深入和系统的研究。本文依托济南齐鲁大道黄河大桥的420 m主跨桥,对网状吊杆拱桥力学行为和极限承载能力进行研究,主要内容如下:（1）阐述了网状吊杆拱桥的发展历程和研究现状,介绍了网状吊杆拱桥各组成构件的结构形式,并通过建立竖直吊杆体系、尼尔森体系和网状吊杆体系三种系杆拱桥的计算模型对比分析了三种系杆拱桥的关键部位的内力影响线,直观揭示了网状吊杆拱桥在受力上的优势。（2）结合背景工程的结构特点利用MIDAS软件建立了网状吊杆拱桥的空间有限元模型,探讨了该类拱桥的建模要点,通过计算研究了网状吊杆拱桥的静力和动力特性。（3）改变不同的结构参数,不断更新有限元计算模型,探讨了吊杆倾角、吊杆数量、矢跨比和拱肋内倾角对网状吊杆拱桥内力的影响,揭示了网状吊杆拱桥结构内力与各结构参数之间的变化规律,并给出其合理取值建议。（4）利用ANSYS有限元分析软件建立空间有限元模型,首先对网状吊杆拱桥进行弹性稳定分析,然后采用改进的特征值分析得到网状吊杆拱桥的活荷载屈曲系数...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
尼尔森体系拱
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文1 绪论.1 网状吊杆拱桥概述系杆拱桥因其主要组成构件系杆、吊杆、拱肋等各具多种布置形式[1]而成为一结构形式极富变化的桥式体系。根据其拱肋和系杆的相对刚度大小可分为柔性系刚性拱、刚性系杆柔性拱（也称蓝格尔拱）以及刚性系杆刚性拱（也称洛泽拱根据拱肋侧向倾角可分为竖直式、拱肋内倾的提篮拱和拱肋外展的蝴蝶拱；根据杆的布置形式，则具有竖吊杆、斜吊杆（也称尼尔森体系）（图 1-1）和网状吊杆系（图 1-2）
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文无显著不同，但弯矩却大幅度减少，同时，由于该体系提高了桥梁的整体刚度，挠度有较大减少，结构自振频率有所增大，当应用于大跨度拱桥时，尼尔森体系具有更优的静力和动力性能。但由于尼尔森体系结构分析比较繁琐，对计算手段要求高，且数量繁多的斜吊杆对应数量较多的锚固点构造，增加了设计和施工的难度，故而在很长一段时间内，尼尔森体系拱桥没有得到应有的发展。随着计算机技术和有限元分析手段的日益更新，人们又逐渐认识到尼尔森体系拱桥的优点，在实际工程中越来越多的应用，在我国的高速铁路桥梁建设中出现了较多的尼尔森体系系杆拱桥，如京沪高铁蕴藻浜特大桥（图 1-3）、武广客运专线胡家湾特大桥（图 1-4）[3]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]某大跨度网状索拱桥概念设计[J]. 杨大海,颜心园. 工程与建设. 2017(04)
[2]尼尔森体系系杆拱桥结构分析[J]. 张谢东,曹鹏,许精文. 桥梁建设. 2009(06)
[3]矢跨比对钢管混凝土拱桥受力性能的影响[J]. 刘伟长,吕建根. 山西建筑. 2008(19)
[4]高速铁路无砟轨道112m尼尔森体系提篮系杆拱桥设计[J]. 冯楚桥. 铁道工程学报. 2007(S1)
[5]网状系杆拱桥——一种经济美观的桥型[J]. 林英,何承珩,任淑琰,吕寅龙. 结构工程师. 2006(05)
[6]大跨度拱桥极限承载力的参数研究[J]. 程进,江见鲸,肖汝诚,项海帆. 中国公路学报. 2003(02)
[7]尼尔森体系提篮拱桥的内力分布[J]. 田学民,李乔,张清华. 西南交通大学学报. 2002(05)
[8]竖吊杆与斜吊杆系杆拱结构的桥式研究[J]. 刘钊,吕志涛. 土木工程学报. 2000(05)
硕士论文
[1]500m级钢管混凝土拱桥极限承载力分析[D]. 秦宇毅.重庆交通大学 2018
[2]上承式钢管混凝土拱桥静动力分析及参数影响分析[D]. 熊起.西南交通大学 2018
[3]尼尔森体系拱桥施工过程力学性能分析[D]. 金鑫.湖南科技大学 2017
[4]钢管混凝土系杆拱桥极限承载力研究[D]. 刘旭伟.长安大学 2017
[5]郑万铁路主跨128m尼尔森体系系杆拱桥动力特性与抗震性能研究[D]. 陈灵东.兰州交通大学 2017
[6]高速铁路网状吊杆系杆拱桥结构分析[D]. 何波.西南交通大学 2016
[7]拱结构矢跨比设计研究[D]. 刘浩.长沙理工大学 2015
[8]系杆拱桥受力特性及其类型划分[D]. 陈程.东北大学 2011
[9]高速铁路尼尔森体系系杆拱桥设计参数分析及调索研究[D]. 丁岩.长沙理工大学 2010
[10]系杆拱桥力学特性与稳定性分析[D]. 刘军.大连理工大学 2009
本文编号：3027154
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
尼尔森体系拱
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文1 绪论.1 网状吊杆拱桥概述系杆拱桥因其主要组成构件系杆、吊杆、拱肋等各具多种布置形式[1]而成为一结构形式极富变化的桥式体系。根据其拱肋和系杆的相对刚度大小可分为柔性系刚性拱、刚性系杆柔性拱（也称蓝格尔拱）以及刚性系杆刚性拱（也称洛泽拱根据拱肋侧向倾角可分为竖直式、拱肋内倾的提篮拱和拱肋外展的蝴蝶拱；根据杆的布置形式，则具有竖吊杆、斜吊杆（也称尼尔森体系）（图 1-1）和网状吊杆系（图 1-2）
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文无显著不同，但弯矩却大幅度减少，同时，由于该体系提高了桥梁的整体刚度，挠度有较大减少，结构自振频率有所增大，当应用于大跨度拱桥时，尼尔森体系具有更优的静力和动力性能。但由于尼尔森体系结构分析比较繁琐，对计算手段要求高，且数量繁多的斜吊杆对应数量较多的锚固点构造，增加了设计和施工的难度，故而在很长一段时间内，尼尔森体系拱桥没有得到应有的发展。随着计算机技术和有限元分析手段的日益更新，人们又逐渐认识到尼尔森体系拱桥的优点，在实际工程中越来越多的应用，在我国的高速铁路桥梁建设中出现了较多的尼尔森体系系杆拱桥，如京沪高铁蕴藻浜特大桥（图 1-3）、武广客运专线胡家湾特大桥（图 1-4）[3]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]某大跨度网状索拱桥概念设计[J]. 杨大海,颜心园. 工程与建设. 2017(04)
[2]尼尔森体系系杆拱桥结构分析[J]. 张谢东,曹鹏,许精文. 桥梁建设. 2009(06)
[3]矢跨比对钢管混凝土拱桥受力性能的影响[J]. 刘伟长,吕建根. 山西建筑. 2008(19)
[4]高速铁路无砟轨道112m尼尔森体系提篮系杆拱桥设计[J]. 冯楚桥. 铁道工程学报. 2007(S1)
[5]网状系杆拱桥——一种经济美观的桥型[J]. 林英,何承珩,任淑琰,吕寅龙. 结构工程师. 2006(05)
[6]大跨度拱桥极限承载力的参数研究[J]. 程进,江见鲸,肖汝诚,项海帆. 中国公路学报. 2003(02)
[7]尼尔森体系提篮拱桥的内力分布[J]. 田学民,李乔,张清华. 西南交通大学学报. 2002(05)
[8]竖吊杆与斜吊杆系杆拱结构的桥式研究[J]. 刘钊,吕志涛. 土木工程学报. 2000(05)
硕士论文
[1]500m级钢管混凝土拱桥极限承载力分析[D]. 秦宇毅.重庆交通大学 2018
[2]上承式钢管混凝土拱桥静动力分析及参数影响分析[D]. 熊起.西南交通大学 2018
[3]尼尔森体系拱桥施工过程力学性能分析[D]. 金鑫.湖南科技大学 2017
[4]钢管混凝土系杆拱桥极限承载力研究[D]. 刘旭伟.长安大学 2017
[5]郑万铁路主跨128m尼尔森体系系杆拱桥动力特性与抗震性能研究[D]. 陈灵东.兰州交通大学 2017
[6]高速铁路网状吊杆系杆拱桥结构分析[D]. 何波.西南交通大学 2016
[7]拱结构矢跨比设计研究[D]. 刘浩.长沙理工大学 2015
[8]系杆拱桥受力特性及其类型划分[D]. 陈程.东北大学 2011
[9]高速铁路尼尔森体系系杆拱桥设计参数分析及调索研究[D]. 丁岩.长沙理工大学 2010
[10]系杆拱桥力学特性与稳定性分析[D]. 刘军.大连理工大学 2009
本文编号：3027154
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