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高速铁路矮塔斜拉桥结构参数研究
| 论文题名： | 高速铁路矮塔斜拉桥结构参数研究 |
| 关键词： | 高速铁路;矮塔斜拉桥;有限元模型;静力特性;自振特性;体系结构参数 |
| 摘要： | 矮塔斜拉桥这种结构体系在1988年被法国工程师首次提出，其结构的受力特性介于连续梁与斜拉桥之间，结构特征为:主梁刚度较大，而桥塔较矮，斜拉索布置较集中。由于该新型桥梁具有良好的受力性能及独特的外观造型，之后在国外得到了大力地发展，特别是日本，而在我国的兴起的时间相对较晚。斜拉桥在铁路上的发展很缓慢，至今在我国仅建成了三座铁路斜拉桥，其中两座为公铁两用斜拉桥，而铁路矮塔斜拉桥仅芜湖长江大桥(180+312+180)m一座。因此，对于铁路矮塔斜拉桥的力学性能的研究还不够深入。 本文以高速铁路矮塔斜拉桥(96+176+96)m为研究对象，运用有限元软件Midas/Civil建立了全桥有限元模型，并在该模型的基础上，修改结构的边界条件或几何参数（主梁平均刚度、塔高及拉索截面积），生成一系列的静力与动力分析模型。 首先，对该矮塔斜拉桥进行受力分析，验算了成桥后整个桥梁结构的受力符合规范要求;通过确定拉索索力度的大小即对于所有的拉索，恒载作用下的索力与恒载、活载共同作用下的总索力的比值的最大值，能够对铁路矮塔斜拉桥的拉索承担恒载及活载情况进行一个量化的分析;通过引入拉索效应度的概念，在荷载作用下对连续梁与矮塔斜拉桥的主梁内力（弯矩、轴力）及挠度进行对比，分析矮塔斜拉桥的拉索对主梁受力性能的影响。 其次，当结构体系发生变化或者几何参数（主梁平均刚度、塔高及拉索截面积）中的其中一个参数改变时，在活载作用下对改变后的结构与原桥的内力及主梁最大挠度进行比较，分析其对结构内力及主梁最大挠度的影响规律，得出了考虑活载作用下结构的受力时，其刚构体系优于塔梁固结，梁墩分离体系。 最后，改变结构支承条件及几何参数（主梁平均刚度、塔高及拉索截面积），即考虑只改变结构支承条件，而几何参数不变，或只改变其中的一个几何参数，而结构形式及其他的几何参数不变两种情况，对不同结构一阶振型对应的频率进行对比，分析结构支承条件及几何参数对结构自振特性的影响规律。本文的研究方法及结论对于同类桥梁的设计具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 张霞忠 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘世忠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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