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新型组合钢桁架桥吊结构的受力性能研究
| 论文题名： | 新型组合钢桁架桥吊结构的受力性能研究 |
| 关键词： | 钢桁架;桥吊结构;受力性能;荷载位置;疲劳破坏 |
| 摘要： | 钢箱梁采用了高强度材料,因此构件强度高,重量轻,整体性能好,外形大方美观,运输安装方便快捷,行车平稳舒适,能很好地适应往复荷载作用,因此被广泛应用于港口工程。近几十年来,港口工程和物流工程在中国发展迅猛,钢箱梁结构形式也被越来越多的应用于港口桥吊。然而,钢箱梁的用钢量比较大,成本高,经济性能差。钢桁架这种展架具有非常好的稳固性,在展台搭建工程、大型造船厂和桥梁架设的超大吨位桥吊工程中被广泛采用。钢桁架具有如下优势:成本低,相对于钢箱梁其用钢量较少,稳固性能好,装卸运输方便。对于桥吊结构而言,支座处,往复荷载对结构构件的应力变化比较大,而对悬挑端和跨中的应力变化较单一。许多工程要求结构大跨、轻质,因此在结构设计中建材的合理充分利用越来越重要。为此,本文提出跨中桁架、支座板箱梁的新型组合结构形式,大幅度减轻自重应力,也能满足往复荷载的应力变化要求。 本课题以经济适用为出发点,综合钢箱梁和钢桁架的特点,并依托贵钢集团码头桥吊的改造设计工程,根据结构在工程实际中往复荷载作用下的实际受力情况,将二者合二为一、合理分配使用,提出钢桁架箱梁这种在支座处为内衬桁架的钢箱梁、跨中处为钢桁架梁的新型组合结构,利用钢箱梁的高稳定性、高承载力、高疲劳性能、低挠度变形和钢桁架的低用钢量,弥补钢桁架的疲劳强度差、承载能力小和钢箱梁的用钢量大、造价高,以在满足挠度变形和疲劳强度的要求下,优化结构用钢量,从而达到合理利用钢材、节约资源的目的。钢桁架-钢桁架箱梁这一新型组合结构在工程实践中具有很大优势,但其研究尚处于起步阶段。其理论研究一直滞后于工程实践,对钢桁架-钢桁架箱梁的疲劳破坏、计算方法等都缺乏深入的研究。 本文中,基于ANSYS,根据多种尺寸、荷载位置、结构形式(包括钢桁架梁、钢桁架箱梁和钢桁架-钢桁架箱梁组合结构)进行建模、分析、优化。计算结果表明,钢桁架-钢桁架箱梁具有较高承载力、结构承载能力和良好的整体性,又能节约用钢量,在本文工程实例中是最优结构形式。同时该新型组合结构的提出,既能满足市场上对钢材的经济性能和力学性能需要,又能启发思维,拓展结构组合的范式,有利于创新思维,也可以为今后类似组合结构的研究提供参考。 |
| 作者： | 黄晓敏 |
| 专业： | 公路桥梁与渡河工程 |
| 导师： | 邱红胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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