大跨度结合梁斜拉桥动力特性分析任务书

 2020-02-11 12:02

1. 毕业设计(论文)主要内容:

结合梁斜拉桥始建于20世纪50年代,但从20世纪80年代才开始得到发展。代表性的例子是加拿大的 alex fraser 桥,其结构特点是:1) 混凝土桥面板采用预制板的形式,通过增长预制板的龄期以降低混凝土板的收缩徐变;2) 混凝土预制桥面板和钢梁通过设置在钢主梁翼缘上的剪力连接件相互作用,用现浇的湿接缝混凝土使两者形成能够共同受力的整体。由于结合梁斜拉桥的结构轻巧,能够节省材料,方便施工,且能避免钢板失稳、桥面板疲劳等一系列优点,近 30 年来在国内外得到迅猛发展。

钢-混凝土结合梁在日本、欧洲、美国等已经较为广泛应用。特别在欧洲,已有较为详尽的设计规范。近几十年来,国内一些学者也针对钢-混凝土结合梁的受力性能进行了研究,在大量的简支、连续结合梁试验研究的基础上,通过简化和修正理论公式,提出了简单实用的一般计算公式。这些研究工作的开展,促进了钢-混凝土结合梁设计方法的进一步完善。为了提高组合结构的使用性能及适用范围,目前针对钢-超高性能混凝土(uhpc)的研究也逐渐增多。随着有限元计算理论的发展和计算机软硬件计算能力的不断提高,作为结构分析的重要方法及有效手段,有限元法也逐渐被用于研究钢-混凝土结合结构桥梁。

赤壁长江大桥是主跨为720m的典型大跨度结合梁斜拉桥,可以说将结合梁斜拉桥的主跨跨度发挥到了极致。利用有限元软件建模计算分析大桥结构的动力特性,包括其固有频率和模态等自振特性,以及以抗震性能为代表的动力响应,分析结合段钢板与混凝土桥面板的滞回特性,无论是对赤壁长江大桥的施工监控,还是对大桥运营期长期健康监测系统的建立,都具有较重要的基础性意义。

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2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

依据赤壁长江大桥的设计施工图,利用有限元软件MIDAS/Civil,建立赤壁长江大桥主桥结构的空间整体有限元模型,三大主体构件是索塔、斜拉索、结合梁。在有限元模型上合理施加边界约束,用子空间迭代法计算大桥结构的前八阶固有频率和主振型,分析其各阶模态的索塔及结合梁的变性特点;再用时程分析法计算大桥结构在典型地震波输入下的动力响应,分析结合梁段钢箱梁钢板及混凝土桥面板的抗震特性。

3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1~第2周 完成开题报告及英文资料翻译

第3~第4周 熟悉赤壁长江大桥结构图纸

第5~第6周 学习midas/civil软件,做例题

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4. 主要参考文献

1. 范立础,桥梁抗震[m],同济大学出版社, 1997.

2. 聂建国, 余志武,钢-混凝土组合梁在我国的研究[j]. 土木工程学报, 1999, 32(2): 3―8.

3. 重庆交通科研设计院,公路斜拉桥设计细则(jtg d65-01-2007)[s],人民交通出版社, 2007.

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