Разработка методики и программы автоматизации проектирования висячих мостов с металлическими балками жесткости

• Автор: Чан Тхай Минь
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Состояние проектирования висячих мостов, цель и задачи

исследования

1.1. Краткие сведения из истории развития висячих мостов

1.2. Краткие сведения о строительстве висячих мостов во

Вьетнаме

1.3. Выбор схемы висячих мостов для условий Вьетнама

1.4. Выбор метода статического расчета висячих мостов с учетом

геометрической нелинейности.

1.5 Анализ состояния использования ЭВМ и ПК для

проектирования оптимальных мостовых конструкций
1.6 Цель и задачи работы.
Глава 2. Обобщенная конструктивная форма трехпролетных
висячих мостов с металлическими балками жесткости, математическая формулировка задачи их
автоматизированного проектирования и блоксхема для разработки соответствующей программы
2.1. Разработка обобщенной конструктивной формы
трехпролетных висячих мостов с металлическими балками жесткости и замысел программы.
2.2. Разработка системы исходных данных к программе
автоматизированного проектирования трехпролетных висячих мостов с металлическими балками жесткости
2.3. Определение перечня всех параметров и размеров висячего
моста, которые подлежат определению и которые необходимы для выполнения чертежа проектируемого висячего моста.
2.3.1 Зависимые параметры и размеры, способ их определения
2.3.2 Независимые параметры, способ 1гх определения
2.4. Определение перечня данных о результатах проектировании и способа их выдачи компьютером
2.5. Математическая формулировка задачи автоматизированного проектирования трехпролетных висячих мостов с металлическими балками жесткости.
2.6. Принятая блоксхема разработанной программы.
2.7. Выводы по главе 2.
Глава 3. Разработка метода расчета трех про летного висячего моста с металлической балкой жесткости применительно к программе его автоматизированного проектирования.
3.1. Принятые расчетные предпосылки
3.2. Теоретические основы метода расчета и реализация для
расчета трехпрелетных висячих мостов.
3.2.1 Расчетная схема конструкции.
3.2.2 Определение усилий в подвесках системы от временной нагрузки в зависимости от прогибов системы.
3.2.3 Получение разрешающей системы уравнений.
3.2.4 Последовательность решения основных уравнений.
3.3. Разработка расчетного модуля для расчета ортотропной плиты
3.4. Особенности предварительного определения размеров поперечных сечений пилонов.
3.5. Особенности определения размеров поперечного сечения подвесок и кабеля
3.6. Рассматриваемые схемы загружения временной нагрузки и метод приведение заданных постоянной и временной нагрузок
к узловым точкам.
3.6.1 Рассматриваемые схемы загружения временной нагрузки
3.6.2 Приведение заданных постоянной и временной нагрузок к
узловым точкам
3.7. Определение окончательных размеров элементов пролетного строения
3.8. Проверка динамической и аэродинамической устойчивости пролетного строения
3.9. Выбор оптимального варианта конструктивного решения пролетного строения
3 Выбор языка программирования.
3 Выводы по главе
Глава 4. Отладка, обкатка и освоение программы автоматизированного проектирования трехпролетных металлических висячих мостов
4.1. Вводные замечания.
4.2. Проверка правильности работы программы
автоматизированного проектирования трехпролетных
металлических висячих мостов.
4.3. Проверка правильности огибающих эпюр силовых факторов и выбора их максимальных значений на участках балки жесткости
4.4. Проверка реальности выходных данных о запроектированном варианте пролетного строения висячего
4.5. Выводы по главе 4.
Глава 5. Исследования влияния независимых параметров
пролетных строений висячих мостов на выходные их
характеристики с помощью разработанной программы автоматизирования проектирования.
5.1. вводные замечания.
5.2. Исследование влияния высоты балки жесткости на выходные характеристики пролетного строения висячего моста
5.3. Исследование влияния количества стенок балки жесткости на выходные характеристики пролетного строения висячего моста
5.4. Исследование влияния величины общей длины байки
жесткости трехпрлетного висячего моста на выходные
характеристики его пролетного строения.
5.5. Исследование влияния изменения Нр1ЬЬ отношения высоты
пилона над уровнем проезжей части к общей длине балки жесткости на выходные характеристики пролетного строения
трехпролетного висячего моста
5.6. Исследование влияния количества узловых точек на выходные характеристики пролетного строения трехпролетного висячего моста
5.7. Исследование влияния соотношения 1 и 2 соотношение количеств подвесок в крайнем пролете и среднем пролете при фиксированном количестве узловых точек на выходные характеристики пролетного строения трехпролетного
висячего моста.
5.8. Исследование влияния уровня расчетных сопротивлений используемого металла балки жесткости и пилонов на массу прлетного строения и пилонов трехпролетного висячего моста
5.9. Исследование влияния на массу пилонов толщины листа, используемого для тела пилона, и расстояния между поперечными ребрами на стенках пилона
5 Исследование влияния доли расчетного сопротивления , выделяемой на восприятие местного действия нагрузки, на стоимость пролетного строения трехпролетного вися чего моста
5. Исследование аэродинамической устойчивости
спроектированных пролетных строении висячих мостов.
5 Выводы по главе 5
Заключение.
Литература


Результаты исследования влияния основных параметров трехпролетного висячего моста на выходные характеристики проектных решений прежде всего стоимость используемых в них материалов. Рекомендации по использованию разработанной программы для выбора практически оптимального решения трехпролетных висячих мостов на стадии их вариантного проектирования. Апробация работы и публикации. Основные результаты работы опубликованы в 4 статьях, доложены и одобрены на ежегодной научнотехнической конференции г. Московского автомобильнодорожного государственного технического университета. Объем и структура работы. Диссертация изложена на 1 страницах машинописного текста и включает в себя введение, пять глав, заключение, рисунок, 5 таблиц, список литературы из 2 наименований. Глава 1. Издревле у людей возникала потребность в преодолении водных преград с большими глубинами и бурными водными потоками. Последнее обстоятельство связано, в первую очередь, с необходимостью сооружения мостовых переходов в горных и предгорных регионах. Указанные природные условия не позволяли устраивать опоры непосредственно в русле реки. Таким образом, возникла проблема перекрытия русла реки единой конструкцией. На ранних этапах развития человеческой цивилизации для устройства подобных сооружений использовались природные материалы, например, в тропических районах лианы. Природные лианы, обладающие абсолютно непредсказуемыми прочностными свойствами, не могли обеспечить скольконибудь значимую наджность мостовому переходу. Первые висячие мосты появились в древние времена, на заре развития человеческого общества. Они имели простейшую конструктивную форму по канатам укладывались элементы настила, но которому двигались пешеходы и животные. Такого типа мосты встречались в Южной Америке, Японии, Тибете, па Кавказе и в других местах. Они имели малую грузоподъемность, сильно раскачивались при движении даже одного человека и плохо сопротивлялись ветровым нагрузкам. Переход оз примитивных конструкций висячих мостов к современным системам относится к ХУИХУШ вв и связан с именами Веррантиуса Испания, Пойе Франция и Финлея Англия, который получил на свою висячую систему патент. Первый висячий мост с самостоятельной проезжей частью, соединенной с цепыо подвесками, был построен в г в Англии через р. Тисс. Он имел пролет м и служил для прохода горнорабочих. К г. Пролеты подобного рода мостов стали быстро нарастать и в начале века достигли м. Основным несущим элементом мостов этого периода была цепь, составленная из колец или отдельных жестких элементов, соединенных между собой болтами рис. Рис. Во второй четверти века в Англии началось сгроительство кабельных висячих мостов, в которых основной несущий элемент цепь был заменен проволочным кабелем. Это позволило значительно увеличить пролеты мостов и в году в Швейцарии вблизи Фрайбурга был посфоен висячий мост с пролетом 5 м. С появлением высокопрочной проволоки кабели висячих мостов стали выполнять с параллельными проволоками. Это позволило резко увеличить длину перекрываемых пролетов висячими мостами. Бруклинский мост в НьюЙорке, построенный в году рис. Мост имел рекордную длину центрального пролета 6. Рис 1. В начале прошлого века инициатива строительства висячих мостов рекордных пролетов прочно закрепилась в США. В году был завершен Вильямсбургский мост в НьюЙорке с пролетом 8м, в году мост через р. Гудзон с пролетом 7 м, в г мост в Филадельфии через р. Делавар с пролетом 3м, а в году Детройтский мост с пролетом 3 м. Лидерство США в области строительства висячих мостов с рекордными пролетами продолжалось до года. В году был построен в Нью
Норке мост Дж. Вашингтона с пролетом , это первый мост, пролет которого больше 1км, в году в г. СанФранциско мост Золотые Ворота с пролетом м, а в годы в НьюЙорке мост Верразано Нерроуз с пролетом м последний американский рекорд. Рис 1. В году в Великобритании был построен мост через пролив Хамбер с пролетом м. В г. Дании был завершен висячий мост через пролив Большой Бельт с новым рекордным пролетом м. Но в году этот рекорд был превзойден после завершения строительства в Японии висячего моста Акаси Кайко с новым рекордным для нынешнего времени пролетом м. Рис 1.