钢桁架悬索北盘江大桥结构特性研究
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摘要
本文以贵州镇胜公路北盘江大桥为依托，运用结构仿真分析技术，对钢桁架悬索结构特性进行了研究。北盘江大桥是一座主跨636m钢桁梁悬索桥，钢桁梁由钢桁架及桥面系组成，是一种目前国内较为新颖的大跨度悬索桥主梁结构形式。
本文通过建立空间仿真模型，全面的分析了钢桁梁悬索桥的力学特性，得到了钢桁梁悬索桥位移和内力变化规律；通过计算、分析，采用了整体桥面系的结构型式，并较好的解决了桥面系与钢桁架之间的连接问题；同时还对钢桁梁悬索桥的自振特性、抗风、抗震等动力性能做了详细的分析；最后对钢桁梁悬索桥加劲梁的施工方法进行了研究。本文的结果可为同类型的桥梁的设计、施工以及监控提供有益的参考。
The paper aims to conduct some research into the structure characteristics of the pre-stressed concrete oblique-pulling truss bridge with structural simulation analysis technique based on the North-pan River Bridge across Zhensheng highway in Guizhou Province. The North-pan River Bridge is a steel trussed girder suspended highway bridge, with the main span of 636 meters; the steel trussed girder is made up of the steel truss and deck hitch, in currently novel kingpost structural style.
The paper analyzes the mechanical characteristics of the trussed suspended bridge in the round and obtains the variation law of displacement and inner force by establishing the space simulation model; the structural style of integral deck hitch is adopted to preferably solve the linkage between the deck hitch and truss by calculating and analyzing; meanwhile it analyzes the dynamic natures in detail, such as self-oscillation, wind resistance, quake-proof and so on; finally it studies the job practice on stiff girder. The conclusion of this paper can be a reference beneficially to the design, construct and monitor of the same-typed bridges.
本文通过建立空间仿真模型，全面的分析了钢桁梁悬索桥的力学特性，得到了钢桁梁悬索桥位移和内力变化规律；通过计算、分析，采用了整体桥面系的结构型式，并较好的解决了桥面系与钢桁架之间的连接问题；同时还对钢桁梁悬索桥的自振特性、抗风、抗震等动力性能做了详细的分析；最后对钢桁梁悬索桥加劲梁的施工方法进行了研究。本文的结果可为同类型的桥梁的设计、施工以及监控提供有益的参考。
The paper aims to conduct some research into the structure characteristics of the pre-stressed concrete oblique-pulling truss bridge with structural simulation analysis technique based on the North-pan River Bridge across Zhensheng highway in Guizhou Province. The North-pan River Bridge is a steel trussed girder suspended highway bridge, with the main span of 636 meters; the steel trussed girder is made up of the steel truss and deck hitch, in currently novel kingpost structural style.
The paper analyzes the mechanical characteristics of the trussed suspended bridge in the round and obtains the variation law of displacement and inner force by establishing the space simulation model; the structural style of integral deck hitch is adopted to preferably solve the linkage between the deck hitch and truss by calculating and analyzing; meanwhile it analyzes the dynamic natures in detail, such as self-oscillation, wind resistance, quake-proof and so on; finally it studies the job practice on stiff girder. The conclusion of this paper can be a reference beneficially to the design, construct and monitor of the same-typed bridges.
引文
[1] 范立础．桥梁工程(上册)．北京：人民交通出版社，1986
[2] 范立础．桥梁工程(下册)．北京：人民交通出版社，1986
[3] 龙驭球，包世华．结构力学．第二版．北京：高等教育出版社，1994
[4] 项海帆．高等桥梁结构理论．北京：人民交通出版社，2001
[5] 裘伯永，盛兴旺，乔建东，文雨松．桥梁工程．中国铁道出版社，2001
[6] 丁皓，江军．弹性和塑性力学中的有限元法．机械工业出版社，1990．
[7] 姜晋庆等．结构弹塑性有限元分析法．宇航出版社，1990．
[8] 小西一朗原作，朱立冬等译．钢桥，第一分册，第三分册．人民铁道出版社，1981
[9] 雷俊卿等．悬索桥设计．人民交通出版社，2002
[10] 铁道部大桥工程局桥梁科学研究所编．悬索桥．科学技术文献出版社，1996
[11] 唐茂林．大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发．西南交通大学博士论文，2003
[12] 英斌．20世纪世界十大悬索桥[J]．世界知识，1994，(03)
[13] 郭永强，刘炎海，徐勐．不同单元形式对悬索桥受力分析的影响．甘肃科学学报，2005，(01)
[14] 张国信等．悬索桥设计计算理论比较．甘肃科技，2006／12
[15] 陈才琳．建设中的贵州坝陵河大桥．公路，2007／01
[16] 曾广武．悬索桥主缆初张力对成桥结构性能的影响，中国铁道科学．2007／01
[17] 李国豪．桥梁与结构理论研究．上海科学技术文献出版社，1983
[18] 钱冬生、陈仁福．大跨悬索桥的设计与施工．西南交通大学出版社，1999
[19] 杨进、黄铁生．汕头海湾悬索桥的结构特色及设计要点．桥梁建设，1993(3)
[20] 刘正光．香港青马大桥的设计．土木工程学报，1992(5)
[21] 李富文、沈锐利．悬索桥的非静力分析．桥梁建设，1989(1)
[22] 徐恭义．海上施工的大跨度悬索桥的设计特色．桥梁建设，2001 (4)
[23] 张金武．大跨度悬索管道桥的抗风计算分析．桥梁建设，2000(2)
[24] 严国敏．香港青马大桥与江阴长江公路大桥悬索桥方案简介．桥梁建设，1992 (3)
[25] 陈仁福．大跨悬索桥理论．西南交通大学出版社，1994
[26] 严国敏译．缆索承重桥的最近发展与展望．国外桥梁，1988 (1)
[27] 马晓成．缆索承重桥梁的非线性分析方法综述．山西建筑，2007 (2)
[28] 邵亚会．大跨度自锚式悬索桥的动力特性分析．山西建筑，2007 (2)
[29] 徐峰．悬索桥索段数值计算的两类问题．工程与建设，2006 (6)
[30] 杨进．对十余年来国内跨江、海大桥在设计理念问题上的回顾与展望．交通建设与管理，2006 (10)
[31] 盛洪飞．自锚式悬索桥主梁面内稳定实用简化计算方法的提出．交通科技与经济，2006／05
[32] 张新军．大跨径悬索桥抗风措施研究综述．公路，2006／11
[33] 张新军．悬索桥施工过程抗风研究回顾及展望．公路，2006／10
[34] 王爱勤．公路大跨度桥梁抗风性能评价方法．长安大学学报(自然科学版)，2006／05
[35] 王浩．润扬悬索桥钢箱梁受力分析及实验．研究哈尔滨工业大学学报，2006／07
[36] 甘文．大跨悬索桥抖振动力可靠性研究．湖南交通科技，2006／03
[37] 卢成江．悬索桥加劲梁的风振特性及损伤识别研究．工业建筑，2006／S1
[38] 陈常松．悬索桥主缆初始位形的悬链线方程精细迭代分析法．工程力学，2006／08
[39] 乔仕奇．柔性悬索桥主梁施工工艺研究与分析．城市道桥与防洪，2006／04
[40] 李黎．四渡河特大悬索桥静力非线性分析．华中科技大学学报(城市科学版)，2006／02
[41] 张志国．悬索桥成桥状态计算方法．长安大学学报(自然科学版)，2006／01
[42] 王忠彬．悬索桥钢桁架加劲梁施工方法分析．石家庄铁道学院学报，2006／01
[43] 王鹏．悬索桥空缆线形计算．结构工程师，2005／06
[44] 邢兵．温度对悬索桥空缆线形的影响分析．公路交通技术，2005／06
[45] 吴新元．加劲桁架悬索桥的主梁挠曲扭转刚度分析．上海公路，2005／04
[46] 张伟．悬索桥主缆的次应力分析．郑州大学学报(工学版)，2005／04
[47] 王宗仁．悬索桥桁架梁加载方式的比较．公路，2006／03
[48] 李甦冰．万州长江二桥主桥设计简介．铁道标准设计．2003／03
[49] 艾国柱．悬索桥的加劲桁架——明石海峡大桥加劲桁架和加劲箱梁的比选．国外桥梁，2000／04
[50] 雷俊卿．既有公路悬索桥承载力与变形研究．东北公路，1998／04
[51] Saafan A S. Theoretical Analysis of Suspension Bridges. Proc. ASCE, 92, ST4 1967
[52] Fukuda T. analysis of Longitudinally Loaded Suspension Bridgees. Proc. ASCE, 94, ST4 1968
[S3] Brown, W. C. and Craig, S., Recent Developments in Deck Design of Suspension Bridges, Proceedings of the international bridge Conference; Bridges into the 21st Century, HongKong, 1995
[54] Yuanpei, L., The Yangpu Bridge', Proceedings of the International Bridge Conference: Bridges into the 21st Century, HongKong, 1995.
[55] Petersen, A, et al, Outline Design and Special Studies for al200m Cable-Stayed Bridge', Proceedings of the International Symposium for Innovation in Cable-stayed Bridges, Fukuoka, 1991
[2] 范立础．桥梁工程(下册)．北京：人民交通出版社，1986
[3] 龙驭球，包世华．结构力学．第二版．北京：高等教育出版社，1994
[4] 项海帆．高等桥梁结构理论．北京：人民交通出版社，2001
[5] 裘伯永，盛兴旺，乔建东，文雨松．桥梁工程．中国铁道出版社，2001
[6] 丁皓，江军．弹性和塑性力学中的有限元法．机械工业出版社，1990．
[7] 姜晋庆等．结构弹塑性有限元分析法．宇航出版社，1990．
[8] 小西一朗原作，朱立冬等译．钢桥，第一分册，第三分册．人民铁道出版社，1981
[9] 雷俊卿等．悬索桥设计．人民交通出版社，2002
[10] 铁道部大桥工程局桥梁科学研究所编．悬索桥．科学技术文献出版社，1996
[11] 唐茂林．大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发．西南交通大学博士论文，2003
[12] 英斌．20世纪世界十大悬索桥[J]．世界知识，1994，(03)
[13] 郭永强，刘炎海，徐勐．不同单元形式对悬索桥受力分析的影响．甘肃科学学报，2005，(01)
[14] 张国信等．悬索桥设计计算理论比较．甘肃科技，2006／12
[15] 陈才琳．建设中的贵州坝陵河大桥．公路，2007／01
[16] 曾广武．悬索桥主缆初张力对成桥结构性能的影响，中国铁道科学．2007／01
[17] 李国豪．桥梁与结构理论研究．上海科学技术文献出版社，1983
[18] 钱冬生、陈仁福．大跨悬索桥的设计与施工．西南交通大学出版社，1999
[19] 杨进、黄铁生．汕头海湾悬索桥的结构特色及设计要点．桥梁建设，1993(3)
[20] 刘正光．香港青马大桥的设计．土木工程学报，1992(5)
[21] 李富文、沈锐利．悬索桥的非静力分析．桥梁建设，1989(1)
[22] 徐恭义．海上施工的大跨度悬索桥的设计特色．桥梁建设，2001 (4)
[23] 张金武．大跨度悬索管道桥的抗风计算分析．桥梁建设，2000(2)
[24] 严国敏．香港青马大桥与江阴长江公路大桥悬索桥方案简介．桥梁建设，1992 (3)
[25] 陈仁福．大跨悬索桥理论．西南交通大学出版社，1994
[26] 严国敏译．缆索承重桥的最近发展与展望．国外桥梁，1988 (1)
[27] 马晓成．缆索承重桥梁的非线性分析方法综述．山西建筑，2007 (2)
[28] 邵亚会．大跨度自锚式悬索桥的动力特性分析．山西建筑，2007 (2)
[29] 徐峰．悬索桥索段数值计算的两类问题．工程与建设，2006 (6)
[30] 杨进．对十余年来国内跨江、海大桥在设计理念问题上的回顾与展望．交通建设与管理，2006 (10)
[31] 盛洪飞．自锚式悬索桥主梁面内稳定实用简化计算方法的提出．交通科技与经济，2006／05
[32] 张新军．大跨径悬索桥抗风措施研究综述．公路，2006／11
[33] 张新军．悬索桥施工过程抗风研究回顾及展望．公路，2006／10
[34] 王爱勤．公路大跨度桥梁抗风性能评价方法．长安大学学报(自然科学版)，2006／05
[35] 王浩．润扬悬索桥钢箱梁受力分析及实验．研究哈尔滨工业大学学报，2006／07
[36] 甘文．大跨悬索桥抖振动力可靠性研究．湖南交通科技，2006／03
[37] 卢成江．悬索桥加劲梁的风振特性及损伤识别研究．工业建筑，2006／S1
[38] 陈常松．悬索桥主缆初始位形的悬链线方程精细迭代分析法．工程力学，2006／08
[39] 乔仕奇．柔性悬索桥主梁施工工艺研究与分析．城市道桥与防洪，2006／04
[40] 李黎．四渡河特大悬索桥静力非线性分析．华中科技大学学报(城市科学版)，2006／02
[41] 张志国．悬索桥成桥状态计算方法．长安大学学报(自然科学版)，2006／01
[42] 王忠彬．悬索桥钢桁架加劲梁施工方法分析．石家庄铁道学院学报，2006／01
[43] 王鹏．悬索桥空缆线形计算．结构工程师，2005／06
[44] 邢兵．温度对悬索桥空缆线形的影响分析．公路交通技术，2005／06
[45] 吴新元．加劲桁架悬索桥的主梁挠曲扭转刚度分析．上海公路，2005／04
[46] 张伟．悬索桥主缆的次应力分析．郑州大学学报(工学版)，2005／04
[47] 王宗仁．悬索桥桁架梁加载方式的比较．公路，2006／03
[48] 李甦冰．万州长江二桥主桥设计简介．铁道标准设计．2003／03
[49] 艾国柱．悬索桥的加劲桁架——明石海峡大桥加劲桁架和加劲箱梁的比选．国外桥梁，2000／04
[50] 雷俊卿．既有公路悬索桥承载力与变形研究．东北公路，1998／04
[51] Saafan A S. Theoretical Analysis of Suspension Bridges. Proc. ASCE, 92, ST4 1967
[52] Fukuda T. analysis of Longitudinally Loaded Suspension Bridgees. Proc. ASCE, 94, ST4 1968
[S3] Brown, W. C. and Craig, S., Recent Developments in Deck Design of Suspension Bridges, Proceedings of the international bridge Conference; Bridges into the 21st Century, HongKong, 1995
[54] Yuanpei, L., The Yangpu Bridge', Proceedings of the International Bridge Conference: Bridges into the 21st Century, HongKong, 1995.
[55] Petersen, A, et al, Outline Design and Special Studies for al200m Cable-Stayed Bridge', Proceedings of the International Symposium for Innovation in Cable-stayed Bridges, Fukuoka, 1991