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《武汉理工大学》 2002年
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转体施工桥梁的有限元结构验算及优化

骆祖文  
【摘要】: 随着结构计算理论和设计技术的进步,以及计算机在工程设计领域的广泛应用,桥梁结构向大跨度、薄截面、预应力方向发展,桥梁的施工方案也取得了很大的进展,通过施工方案的研究,使位于大江大河上及深山峡谷中的桥梁施工作业更加简单高效、经济合理。由于这些新技术、新材料、新工艺的研究开发和应用的科技含量较高,设计周期短,一些设计人员的业务素质及经验不足等等主观和客观原因,使很多桥梁未予实施就具有了先天不足,人们为此付出了沉重的代价,也吸取了深刻的教训。另一方面,也存在一种不进行结构计算,凭经验再放大安全系数的懒惰设计现象,使用过大的结构尺寸和过高的用钢量,设计过于保守,浪费材料,浪费资源,增加投资,且结构外形笨拙,需进行结构计算和优化。最近,我国《工程建设标准强制性条文》(公路工程部分)已颁布实施,设计验算阶段对工程设计的强制性条文执行情况也要进行必要的复核和审查。因此成立设计审查机构对设计文件进行一定周期、一定深度的审查验算,是项目前期工作中极其重要的阶段。 桥梁转体施工工艺是在深山峡谷、悬崖陡壁、地形险峻的桥位上架设桥梁的有效方法。架设设备简单,工期短,施工安全方便,免去复杂的高空作业,质量可靠,投资省。因此具有较大的市场竞争力和生命力,具有广泛的应用及发展前景,具有研究推广价值。但桥梁转体施工工艺相对其它的常规桥梁施工工艺而言,是一个较新的桥梁施工工艺,在理论和实践上还需要进一步的分析研究和完善。目前我国正在施行西部大开发战略,西部要开发、要发展经济,基础设施是保证,特别是交通要先行,为西部大开发提供必要物流、人流通道。而西部地区多为山区,山高谷深,地势险峻,建一条公路桥梁较多,而且施工难度大,造价高。 我省具有九省通衢之称,处在中西部的交汇处,具有承东启西的交通要道。因此必须打通和改善我省西部地区通往大西部的交通要道,特别是武汉—利川高速公路即将开工。因此研究、推广应用适用于在深山峡谷中施工的桥梁转体施工工艺具有深远的现实意义及应用与发展前景。 全文首先强调了设计验算的目的和意义,介绍了桥梁转体施工的发展现状,基本方法,结构静力学有限元的基本分析过程,阐明了研究桥梁转体施工的现实意义与发展前景,分析了目前设计中存在的一些问题,并借助电子计算机,利用有限元方法,对转体施工桥梁——湖北省长阳县黄陵洞大桥初步设计进行了结构验算及优化。通过验算及优化,对该桥推荐方案的桥址、 武汉理工大学硕士学位论文 桥型及桥梁总体布置提出了合理化的建议;通过施工验算,对施工预拱度及 保险墩的设置提出了要求,对交界平衡墩进行了优化设计;施工结构验算表 明,转体劲性骨架强度、稳定性富余系数较大,截面几何尺寸过大,结构设 计过于安全保守,并提出了结构优化的方法,从而大大节省了工程投资,加 快了工程进度,增强了桥梁的美观。最后,提出了对于转体施工桥梁需要进 一步研究的建议。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:U441.5

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