基本信息
- 項目名稱：
- 無背索斜拉橋的概念分析--以酒泉神舟友誼大橋為例
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 本作品對無背索斜拉橋橋體結(jié)構(gòu)的受力特點、施工過程、美學表現(xiàn)以及經(jīng)濟效應(yīng)進行了研究分析，凸顯出此種橋型的安全性，經(jīng)濟型，適用性及美觀性；并以酒泉神舟友誼大橋為背景制作縮比模型。
- 詳細介紹：
- 本文以酒泉神舟友誼大橋為例對無背索斜拉橋在安全性、適用性、橋型美觀性和經(jīng)濟指標等多方面進行了綜合分析，得出結(jié)論如下： 1安全性 通過對無背索斜拉橋的力學分析，無背索斜拉橋的受力特性與常規(guī)斜拉橋有較大的不同，其最大的受力特點是利用傾斜索塔的自重來平衡主跨主梁上的恒載和活載，而省去了背索及其索力。利用有限元分析法我們得到:梁體結(jié)構(gòu)無拉應(yīng)力，壓應(yīng)力均小于容許值，完全滿足規(guī)范對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的應(yīng)力要求。鋼塔河側(cè)最大壓應(yīng)力與岸側(cè)最大拉應(yīng)力均在Q345qC鋼材強度容許范圍之內(nèi)。由此可知，在前述荷載作用下，神舟友誼大橋成橋時結(jié)構(gòu)安全，滿足相關(guān)規(guī)范安全要求。 2適用型 通過對無背索斜拉橋的施工分析和成橋后預(yù)計帶來的產(chǎn)值分析，酒泉神舟友誼大橋橫跨黑河之上，其主橋跨度為80米，根據(jù)當?shù)厮臈l件影響，每年六月末常發(fā)洪水，水勢奔騰，河堤沖刷嚴重，橋梁建成通車后，獨塔無背索的橋型設(shè)計不僅削弱了水流對于阻礙河道的影響，還減輕了河流對于周圍環(huán)境的沖刷破壞，增強了通航能力。在結(jié)合當?shù)匚幕滋N和橋梁的實際使用后，又在審美角度給人以橋梁與環(huán)境的完美融合。 3橋型美觀 通過對無背索斜拉橋的美學分析:在對酒泉神舟友誼大橋的橋型審美、橋梁與環(huán)境的完美融合、橋梁的色彩審美等方面的研究后，我們發(fā)現(xiàn)該橋在滿足工程技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，符合現(xiàn)代人的審美傾向。橋身輕盈、優(yōu)美、線形流暢、亦靜亦動，給了人們力量感與柔度感的完美結(jié)合的“第一印象”。 4經(jīng)濟指標的考慮 經(jīng)濟上的指標主要考慮的是材料的用量，包括斜拉索的用量和橋塔的用量。對于眾多的鋼筋混凝土橋來說，材料費用一般要占造價的百分之三十至百分之四十，酒泉神舟友誼大橋為獨塔式無背索斜拉橋，它完全是憑借主塔自重來平衡動力及靜力荷載作用，相對斜拉橋，節(jié)省了鋼筋混凝土以及斜拉索的工程材料費以及塔索施工費用。但是，由于主塔傾斜，施工難度相對增加，相應(yīng)的增加了施工設(shè)備及工序的費用。 預(yù)制裝配程度的高低，工期的長短也是影響工程造價的一個重要因素。本橋所有鋼構(gòu)件均采用預(yù)制，現(xiàn)場拼裝，施工比較簡便，裝配程度高，加快施工進度，能夠降低造價。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 斜拉橋以其跨越能力大，結(jié)構(gòu)性能好，施工簡便，易于維修，外型輕巧，造價便宜，且能限制噪音等優(yōu)點，已成為大跨度橋梁的一個發(fā)展方向?，F(xiàn)今，矮塔斜拉、無背索斜拉等新穎的橋梁結(jié)構(gòu)型式，在中等跨度的橋型中已占有較大競爭優(yōu)勢，成為許多業(yè)主欣賞的新橋型。此課題旨在無背索斜塔斜拉橋在美學，力學及施工過程方面的研究及分析，突出其優(yōu)越性能特點，希望有利于無背索斜塔斜拉橋的進一步發(fā)展。
科學性、先進性及獨特之處
- 無背索斜塔斜拉橋結(jié)構(gòu)體系新穎，其最大的受力特點是利用傾斜索塔的自重來平衡主跨主梁上的恒載和活載，而省去了背索及其索力。 本文最大特點是通過美學、力學及施工過程以及簡單的經(jīng)濟分析,對酒泉神舟友誼大橋進行分析研究，凸顯出此類橋梁的受力特點，施工特點及經(jīng)濟效應(yīng)，凸顯出在實際應(yīng)用中的可行性。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 無背索斜拉橋目前修建還很少，一方面是由于這種橋型受力較為復(fù)雜，塔墩梁固結(jié)節(jié)點部位承受來自主梁的軸力、剪力、彎矩及扭矩作用，研究工作做得很有限；另一方面是由于無背索斜塔的存在，施工和設(shè)計難度均較大，故而建造較少。但是，斜拉橋本身具有良好的力學性能，建造相對經(jīng)濟，景觀優(yōu)美，正逐漸成為中小跨徑橋梁建設(shè)中最有競爭力的橋型之一。通過此次研究，我們希望能有利于將此種橋型更加廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)實生活中去。
學術(shù)論文摘要
- 無背索斜拉橋以其跨越能力大，結(jié)構(gòu)性能好，施工簡便，易于維修，外型輕巧，造價便宜，且能限制噪音等優(yōu)點，已成為大跨度橋梁的發(fā)展方向之一。但是目前，該橋型在實際工程中修建較少。無背索后傾的塔身形狀表現(xiàn)出對相對纖細的橋面強大穩(wěn)固支撐的力量感，給人醒目深刻的感受。無背索斜拉橋的受力特性與常規(guī)斜拉橋有較大的不同，因此造成其設(shè)計和施工的特殊性。其最大的受力特點是利用傾斜索塔的自重來平衡主跨主梁上的恒載和活載，而省去了背索及其索力。本文在以酒泉神舟友誼大橋為工程背景的基礎(chǔ)上，對其進行力學、施工及美學方面的簡要分析。文中所作的工作希望有利于無背索斜拉橋的進一步發(fā)展。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1]嚴國敏.現(xiàn)代斜拉橋.西南交通大學出版社.1996. [2]中交公路規(guī)劃設(shè)計院主編.公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范.JTG D60-2004 [3]林元培編.斜拉橋.人民交通出版社.1988. [4]范立礎(chǔ).橋梁工程（上冊）.人民交通出版社.2001. [5]顧安邦.橋梁工程（下冊）.人民交通出版社.2004. [6]李喬.斜拉橋受力特征分析.工程力學（增刊）.1999. [8]項海帆.高等橋梁結(jié)構(gòu)理論.北京:人民交通出版社，2001.4 [9]朱伯芳.有限元法原理與應(yīng)用.北京:中國水利水電出版社，1998.10 [10]李國豪.橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與振動（修訂版）.北京:中國鐵道出版社，2002.3
同類課題研究水平概述
- 自1992年西班牙塞維利亞建成世界上第一座無背索斜拉橋Alamillo橋以來，無背索斜拉橋這種造型優(yōu)美獨特的橋梁結(jié)構(gòu)形式立即引起了世界橋梁界的關(guān)注，并在后續(xù)短短的十幾年里，世界各國相繼建成無背索斜拉橋10余座，其中中國已建成的有長沙洪山大橋、合肥銅陵路橋、哈爾濱太陽橋等。 無背索斜拉橋的興起，吸引了越來越多人的視線，目前，國內(nèi)有同濟、清華等高校也在對無背索斜拉橋的進行研究。但是，現(xiàn)有的國內(nèi)學術(shù)論文大多是對無背索斜拉橋的某一項或某幾項技術(shù)方面性能進行探究，尚缺少對該種橋體結(jié)構(gòu)美學方面的關(guān)注。
