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原文传递一种新型快速架桥系统及其桁架桥跨的设计与分析

论文题名：	一种新型快速架桥系统及其桁架桥跨的设计与分析
关键词：	快速架桥系统;可展开桁架桥梁;钢绞线预应力索;三维仿真;有限元分析
摘要：	自动架桥车多用于军事上，具有机动性好，防护能力强、架设速度快、作业人员少等特点。如果应用到震后救灾任务的执行上能够极大地提高救援质量，缩短救援时间，挽救人民的生命和国家的财产损失。但是目前我军并没有配备同类的可以快速架设抢通保通桥梁的机动性架桥系统，因此本文以快速架桥系统研发的项目为工程背景，鉴于我国军用桥梁在保障部队机动中的重要性和现有研究的不足，本文结合现有的研究成果，通过三维仿真的方法，设计了能够用于震后抢通保通的快速架桥系统，包括军用30t级履带式荷载和20t级轮式荷载的车辙式可展开桁架桥梁的设计，系统深入地研究了与快速架桥系统可配合使用的可展开式的桥梁的性能，同时设计上采用了钢绞线预应力索提高其承载能力，具有保通功能。本文的主要工作和创新性成果如下: 　　(1)通过阅读大量文献资料，对现阶段国内外军用桥梁的发展现状做了详细的研究，总结了符合工程要求的架桥系统的结构特点以及发展趋势，从而得到合理的设计方案。本文提出的新型快速架桥系统与传统的架桥方式相比，用人少、耗时短，能够在一个半小时之内自动架设一条桥梁抢救交通，并且具有很好的机动性可以到达很多大型救援装备无法到达的灾区，完成灾后救援工作;与军用架桥系统相比，本文提出的新型架桥系统采用新型的双桥跨互为辅助架设方式，能够将重量达到吨级的钢结构桥跨自动架设到指定位置，并且完成架设后桥跨能够在较长的时间内具有保通功能，具有很好的国民经济价值，同时因为采用了新型的架设方式降低了对材料高强度低密度的要求，大大降低了成本。　　(2)根据设计方案以及军用桥节结构设计相关要求和准则，进行桁架桥跨的设计计算，设计了能够用于保障军用30t级履带式车辆荷载和20t级轮式车辆荷载的可展开式桥跨，并借用三维软件辅助设计的方法建立了桥跨的设计模型，进而设计建立快速架桥系统的模型。本文结合快速架桥系统的三维模型介绍快速架桥系统的各部分结构和功能，利用SolidWorks2010的运动仿真功能，建立了快速架桥系统的运动仿真动画。　　(3)利用结构有限元分析软件SAP2000对桥跨结构建模，计算分析其挠度和轴力情况，验证其刚性是否足够。　　(4)利用ANSYS Workbench有限元分析软件对桥跨结构建立有限元模型，并对其进行静态结构分析和模态分析，验证校核其刚度、疲劳寿命等静力学性能，预测振动性能。　　这种新型快速架桥系统的设计任务是基于与广州中山钢结构有限公司的项目为背景的，是需要指导实际生产的新产品的设计任务，本文讨论了整个系统的设计概念和设计方法，并利用三维设计软件清晰地表达了设计成果，并利用有限元软件对其各方面的性能进行了合理的分析和验证，该产品在不久的将来完成生产后将对国民经济建设以及道路抢通救援等方面带来巨大的帮助。
作者：	姜雪
专业：	海洋技术与工程
导师：	冷建兴
授予学位：	硕士
授予学位单位：	浙江大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文