[學(xué)士]自錨式懸索橋設(shè)計

內(nèi)容簡介

　　　　第1章緒論　　1.1 課題背景　　1.1.1 自錨式懸索橋的發(fā)展概況　　1.1.1.1 前言自錨式懸索橋不同于一般的懸索橋，它不需要龐大的錨碇，而是把主纜直接錨固到橋面板或加勁梁的兩端，由它們來承擔(dān)主纜中的水平力。因此，端部支撐只需承擔(dān)拉索的豎向分力，這給不方便建造錨碇的地方修建懸索橋提供了一種解決方法。　　過去建造的自錨式懸索橋加勁梁大多采用鋼結(jié)構(gòu)。2002年7月在大連建成了世界上第一座鋼筋混凝土材料的自錨式懸索橋—金石灘金灣橋，為該類橋型的研究提供了寶貴的經(jīng)驗?！　?.1.1.2 歷史發(fā)展 19世紀(jì)后半葉，奧地利工程師約瑟夫·朗金和美國工程師查理斯·本德分別獨立構(gòu)思出自錨式懸索橋的造型。本德于1867年申請了專利，朗金于1870年在波蘭建造了一座小型的鐵路自錨式懸索橋?！　?0世紀(jì)初期自錨式懸索橋在德國興起。1915年，德國在科隆的萊茵河上建造了第一座大型自錨式懸索橋——科隆—迪茲橋，主跨185m。世界各國的工程師都認(rèn)為該橋是一種創(chuàng)新，在它建成的15年里影響了其它橋梁的設(shè)計。于1929年在德國建成的科隆—米爾海姆橋，主跨315m，是當(dāng)時歐洲跨徑最大的懸索橋。此橋雖于1945年被毀，但它至今仍然保持著自錨式懸索橋的跨徑記錄。在20世紀(jì)30年代，工程師們認(rèn)為自錨式懸索橋加勁梁中的軸力將使該種橋梁的受力性能接近于彈性理論，所以這段期間美國和德國修建了許多座自錨式懸索橋?！　?.1.1.3 現(xiàn)代自錨式懸索橋 1990年修建的日本此花大橋，又名大阪北港橋，是自1954年以來修建的第一座大型自錨式公路懸索橋，跨徑300m。韓國永宗大橋是世界上第一座雙層行車的公鐵兩用自錨式懸索橋，其結(jié)構(gòu)造型和尺寸都與此花大橋很相似。此外，還有美國舊金山—奧克蘭海灣新橋、韓國Sorok橋、愛沙尼亞Muhu島橋等都是自錨式懸索橋?！　∽藻^式懸索橋在我國修建較少，而且這種橋型在國內(nèi)的發(fā)展也較落后于國外。2002年在大連建成了世界上第一座加勁梁采用鋼筋混凝土材料的自錨式懸索橋，使這種橋型在我國也得到發(fā)展。至目前為止，國內(nèi)外自錨式懸索橋已修建了20余座?！　?.1.2 自錨式懸索橋的特點　　自錨式懸索橋的主纜直接錨固在加勁梁的兩端，所以它有其自身的特點?！　?.1.2.1 自錨式懸索橋的優(yōu)點　　1.不需要修建大體積的錨碇，可以在地質(zhì)條件差的地方修建?！　?.因受地形限制小，可結(jié)合地形靈活布置，既可做成雙塔三跨的懸索橋，也可做成單塔雙跨的懸索橋。　　3.保留了傳統(tǒng)懸索橋的外形，橋梁外形美觀?！　?.采用混凝土加勁梁的自錨式懸索橋：　　1).鋼筋混凝土加勁梁由于承受主纜傳遞的壓力，剛度會提高，可節(jié)省大量預(yù)應(yīng)力構(gòu)造及錨具，同時也克服了鋼在較大軸向力下容易壓屈的缺點?！　?).克服了以往自錨式懸索橋用鋼量大，建造和后期維護費用高的缺點，能取得很好的經(jīng)濟效益和社會效益?！　?).采用鋼筋混凝土材料造價低，結(jié)構(gòu)合理，橋梁外形美觀，所以不僅局限于在地基很差、錨碇修建困難的地區(qū)修建?！　∽藻^式懸索橋是一種在中小跨徑上很有競爭力的方案。　　1.1.2.2 自錨式懸索橋的缺點　　1.由于主纜直接錨固于加勁梁上，梁承受了很大的軸向力，為此需加大梁的截面，對于鋼結(jié)構(gòu)的加勁梁會明顯增加造價，對于混凝土梁則增加了主梁自重，從而增加了主纜用鋼量，所以這種橋型的跨徑是受限的?！　?.施工步驟受到限制，主纜錨固于主梁上，所以必須在主梁、主塔做好之后再吊裝主纜，安裝吊索，因此需要搭建大量臨時支架以安裝主梁。所以自錨式懸索橋若跨徑增大，其額外的施工費用就會增多。　　3.錨固區(qū)局部受力復(fù)雜?！　?.1.3 設(shè)計的主要內(nèi)容　　了解自錨式懸索橋的結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)特點；掌握這類橋梁的結(jié)構(gòu)計算方法，包括靜載索力計算、主梁內(nèi)力計算、溫度梯度計算、配筋計算等；熟練運用各種程序進行橋梁設(shè)計計算，熟悉計算機繪圖，提高橋梁設(shè)計的能力。　　1.1.3.1 靜載索力計算熟練掌握struct程序，建立靜載索力計算模型及索力調(diào)整模型，利用程序求得結(jié)構(gòu)在靜載作用下的索力?！　?.1.3.2 主梁內(nèi)力計算學(xué)習(xí)ansys程序，建立成橋模型，求得主梁分別在恒載、活載、溫度作用下的內(nèi)力，再進行內(nèi)力組合，畫出主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖。　　1.1.3.3 主梁配筋計算由于主梁承受很大的軸向力，相當(dāng)于提供了免費的預(yù)應(yīng)力，只需配普通鋼筋。按偏心受壓構(gòu)件進行主梁配筋計算并驗算?！　?.1.3.4 繪圖繪制橋型布置圖、結(jié)構(gòu)圖、配筋圖。　　

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