非对称变高连续钢桁梁桥桁架布置型式对比研究开题报告
2021-02-22 11:41:42
1. 研究目的与意义(文献综述)
本毕业论文拟以某120 82m下承式连续变高度钢桁梁桥设计项目为工程背景,开展主桁架的布置方案对比分析与优化研究。钢桁桥是由多个平面内的钢桁架连接形成整体空间结构,来承受荷载作用的桥梁。多片钢桁架既可以形成钢桁梁梁桥的主要承重结构,又可以作为悬索桥和斜拉桥的主梁、拱桥的拱肋等结构。当跨径较大时,桁式主梁具有刚度大、通透性好、用钢量省、制作运输及拼装方便等特点。建国后我国几座里程碑式长江大桥均采用桁梁或者组合桁梁(桁梁柔性拱、桁梁矮塔斜拉桥、钢桁拱、桁梁斜拉桥等)。由于桁梁可以轻易提供上下层两个桥面,不至于将公路与铁路桥面至于同一层而引起桥宽过大造成横梁受力过大,更好将横梁高度与弦杆高度匹配,所以公铁两用大桥几乎被桁梁所垄断。
根据国内外已建成下承式连续钢桁梁的主桁结构形式,结合跨度、线路高程、通航净空、桥址地形等因素,对下承式连续钢桁梁主要的三类桁式:全桥上下弦杆平行桁式、上下弦杆平行并在中间支点处加劲或采用柔性拱加劲的桁式、全跨范围内采用上弦或下弦以曲线变化梁高的桁式进行综合比选。目前大跨度钢桁梁主要采用n型桁式、k型桁式和为减小纵横梁尺寸用小节间长度的米字型桁式。我国新建的的大跨度钢桁梁桥中很多主桁采用n型桁架,如武汉天兴洲长江大桥和南京大胜关长江大桥。而对于非对称结构而言,n型桁式会成倍加大结构设计与制造的工作量。
影响钢桁梁桁式的几个主要参数有桁高,节间长度和斜杆角度。(1)桁高:桁高类似于主梁的梁高,是桁梁中最重要的一个因素,桁高决定着桁梁的刚度与杆件内力,同时影响着腹杆长度长细比,任何一座桥均有一个大致的经济梁高,梁高过小,造成杆件内力大板厚过大,梁高过大造成腹杆长度过长,长细比过小压杆折减多。连续桁梁桁高可取较简支梁小,连续梁正弯矩小于简支梁,小跨度注意桁高由净空或者运架梁控制。(2)节间长度:节间长度严重影响桥面受力、腹板倾角、杆件长细比及纵梁跨度横梁影响线长度,联结系长度亦受节间长度限制,腹杆、节点个数与杆件内力也与节间长度密切相关,过大过小的节间长度均会产生不利的影响;节间长度过长,压杆稳定折减多、桥面受力过大,造成桥面杆件与弦杆不匹配;过小会增加节点个数同时造成杆件次应力增加。同时还要考虑钢板供货长度,国内合适的供货长度是12~14m,16~18m也是可以协商供货,目前桁梁基本采用整体节点,节点边上有一个节点板与杆件的对接焊,所以节间长度做到20m也是可以的(港大桥19m)。合适的节间长度小跨8~10m,大跨11~16m。(3)斜杆角度:斜杆角度并无硬性要求,为发挥斜杆较好的竖向力效应,斜杆与弦杆夹角最好大于45°,同时要密切注意节点的绘制,过大或者过小的夹角均会引起节点板的大小,交角尽量不要小于35°,角度不合适时节点不紧凑,过大的节点板造成次应力过大,因此前期方案阶段大体控制角度试画节点草图。
2. 研究的基本内容与方案
1.1. 基本内容和目标:
本毕业设计(论文)以某120 82m下承式连续变高度钢桁梁桥建设项目为工程背景,采用有限元软件进行建模计算,对变高度主桁架的多种布置方案进行计算分析,从桥梁的支座反力大小、桁架杆件的截面内力、杆件截面应力、结构的刚度、结构的自振频率等几个方面进行比较,选出最优的桁架布置方案作为推荐方案。
1.2. 方案及措施
3. 研究计划与安排
第1周:确定毕业设计题目,查阅毕业设计有关的规范,书籍;
第2~3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,学习论文研究所需的基础材料,确定初步方案,完成开题报告;
第4~5周:桥梁结构分析的理论与方法的学习及相关软件的学习;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 吴冲. 现代钢桥[m]. 成都:人民交通出版社,2006.
[2] 方秦汉,高宗余,李加武. 中国铁路钢桥的发展历程及展望[j]. 建筑科学与工程学报,2008, 25(4): 1-5.
[3] tb 1002.1-2005.铁路桥涵设计基本规范[s]. 铁道第三勘察设计院,中华人民共和国铁道部,2005.