铁路钢桁梁柔性拱桥拖拉施工计算和桥梁静动力分析研究

论文摘要

论文首先回顾了我国铁路钢桁梁柔性拱桥的发展,简要介绍合福铁路合肥南环线经开区铁路钢桁梁柔性拱桥的设计与施工方案；采用大型有限元软件MIDAS/CIVIL2010建立全桥空间有限元模型,详细叙述桥梁各部件的模拟；计算分析桥梁拖拉施工60个阶段在恒载和施工荷载作用下的结构效应,将理论计算值与实测值进行了比较分析；分析验算桥梁施工过程中最大悬臂状态横向风荷载作用下结构的变形、应力；计算分析运营阶段恒载、列车活载、风荷载、体系温度、横向摇摆力、制动力和不均匀沉降各单项作用和8种必要荷载组合作用下桥梁的变形、内力和应力；利用多重里茨向量法计算分析桥梁的自振特性,采用反应谱分析法和时程分析法计算桥梁的地震响应,依据规范将地震作用与结构恒载、列车活载作用进行组合计算；最后,论文对桥梁拖拉施工16种不同张拉点布置方案进行了计算,通过分析比较各拖拉施工方案在恒载、张拉力和摩擦力共同作用下桥梁的结构效应,并综合考虑各方案的可行性,进一步优化了拖拉施工方案。由此,作者比较全面地了解了桥梁拖拉施工方法和钢桁梁柔性拱桥的静力和动力性能,并掌握了大型桥梁的设计计算分析和施工计算分析方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 铁路钢桁梁柔性拱桥的发展
• 1.2 桥梁设计方案
• 1.2.1 主要设计参数
• 1.2.2 结构形式和材料
• 1.3 桥梁施工方案
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 桥梁空间有限元模型建立
• 2.1 有限元模拟概述
• 2.2 主桁、柔性拱、导梁及桥面板的模拟
• 2.3 临时墩和滑道梁的模拟
• 2.4 永久墩、桩基础和桩土相互作用的模拟
• 2.5 全桥空间有限元模型的组合
• 2.6 小结
• 第三章 桥梁施工阶段计算分析
• 3.1 施工计算阶段的划分
• 3.2 施工阶段位移计算分析与比较
• 3.2.1 施工阶段位移计算分析
• 3.2.2 部分施工阶段变形监测结果与比较分析
• 3.3 施工阶段应力计算分析与比较
• 3.3.1 施工阶段应力计算分析
• 3.3.2 部分施工阶段应力监测结果与比较分析
• 3.4 施工过程中最大悬臂状态风荷载作用分析验算
• 3.5 小结
• 第四章 桥梁运营阶段静力计算分析
• 4.1 运营阶段计算荷载
• 4.2 列车活载作用计算分析
• 4.2.1 列车活载作用下位移计算分析
• 4.2.2 列车活载作用下内力和应力计算分析
• 4.3 温度作用计算分析
• 4.3.1 整体升温作用下位移计算分析
• 4.3.2 整体降温作用下位移计算分析
• 4.4 风荷载作用计算分析
• 4.4.1 无车横风荷载作用下位移计算分析
• 4.4.2 有车横风荷载作用下位移计算分析
• 4.5 各单项荷载作用下结构效应汇总
• 4.6 荷载组合作用计算分析
• 4.7 小结
• 第五章 桥梁动力计算分析
• 5.1 动力分析概述
• 5.2 自振特性计算分析
• 5.2.1 自振特性计算分析理论
• 5.2.2 自振特性计算分析
• 5.3 反应谱计算分析
• 5.3.1 反应谱计算分析理论
• 5.3.2 地震动的输入
• 5.3.3 反应谱振型计算分析
• 5.3.4 反应谱及其组合的计算分析
• 5.4 时程计算分析
• 5.4.1 时程计算分析概述
• 5.4.2 地振动反应计算分析理论
• 5.4.3 地震动的输入
• 5.4.4 地震时程计算分析
• 5.5 小结
• 第六章 桥梁拖拉施工张拉点布置方案计算分析
• 6.1 张拉点布置方案计算施工阶段的选择
• 6.2 第28施工阶段张拉点布置方案计算分析
• 6.2.1 拖拉摩擦阻力计算
• 6.2.2 张拉点布置方案
• 6.2.3 各张拉点布置方案计算分析
• 6.3 第55施工阶段张拉点布置方案计算分析
• 6.3.1 拖拉摩擦阻力计算
• 6.3.2 张拉点布置方案
• 6.3.3 各张拉点置方案计算结果
• 6.4 各方案计算结果比较分析
• 6.5 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目