Совершенствование программы автоматизированного проектирования двухпилонных металлических вантовых мостов

• Автор: Нгуен Тхак Куанг
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

1.1 Краткие сведения из истории развития вантовых мостов

1.2 Выбор метода расчета вантового моста

1.3 Анализ состояния использования персональных компьютеров для проектирования мостовых конструкций.

1.4 Цель и задачи работы

1.5 Вывод по главе

Глава 2. Выбор обобщенной конструктивной формы двухпилонных

металлических вантовых мостов и разработка расчетного модуля применительно к программе их автоматизированного проектирования

2.1. Обобщенная конструктивная форма двухпилонных металлических

вантовых мостов.

2.2. Разработка расчетного модуля с использованием метода конечных элементов применительно к программе автоматизированного проектирования двухпилонного вантового моста.

2.2.1. Принятые расчетные предпосылки.

2.2.2. Реализация статического расчета рассматриваемых двухпилонных
вантовых мостов методом конечных элементов
2.2.2.1. Разбивка расчетной схемы двухпилонного вантового моста на конечные элементы, нумерация узлов и конечных элементов.
2.2.2.2.Формирование матрицы индексов.
2.2.2.3.Формирование матриц жесткости конечных элементов вантового моста
2.2.2.4. Формирование матрицы жесткости конструкции вантового моста в
2.2.3. Формирование матрицы загружений вантового моста
2.2.3.1.Приведение рассматриваемой схемы загружения временной нагрузки к узловой точке
2.2.3.2.Приведение заданных постоянной и временной нагрузок к узловой
2.2.3.3.0пределенис силовых факторов при разных схемах загружения
2.2.4.Формирование и решение системы линейных уравнений МКЭ
конструкции вантового моста
2.2.4.1.Свойства системы линейных уравнений СЛУ МКЭ
2.2.4.2. Методы решения уравнений СЛУ МКЭ вантового моста
2.3. Вывод по главе
Глава 3. Разработка программы автоматизированного проектирования двухпилонных металлических вантовых мостов.
3.1.Вводные замечания
3.2.Принятая блоксхема разработанной программы АПВМ.
3.3.Принятая методика обоснования размеров ортотропной плиты продольных и поперечных ребер по местному действию нагрузки и начальных размеров вант, оттяжки, элементов балки жесткости и пилонов .
3.4.Математическая формулировка задачи автоматизированного
проектирования двухпилонных вантовых мостов.
3.5.Способ определения зависимых параметров при оптимизации проектирования вантовых мостов
3.6.Способ определения независимых параметров при оптимизации проектирования вантовых мостов
3.7.Тестирование расчетного модуля разработанной программы автоматизированного проектирования двухпилонных вантовых мостов
3.8.Тестирование проектирующей части разработанной программы автоматизированного проектирования двухпилонных вантовых мостов
3.9.Выводы по главе 3.
Глава 4. Определение оптимальных параметров двухпилонных металлических вантовых мостов по критерию минимальной стоимости с помощью разработанной программы автоматизированного проектирования
4.1. Вводные замечания и выбор независимых параметров двухпилонных вантовых мостов
4.2. Исследование зависимости стоимости пролетного строения двухпилонного вантового моста от количества узловых точек и высоты НО балки жесткости при заданной длине балки жесткости.
4.3. Исследование влияния соотношение М и К соотношение количеств вант в крайнем пролете и среднем пролете при фиксированном количестве узловых точек на стоимость пролетного строения и пилонов
4.4. Исследование влияния заданного значения угла наклона наиболее
удаленной ванты.
4.5. Исследование влияния количества стенок балки жесткости на выходные характеристики пролетного строения двухпилонного вантового моста
4.6. Исследование влияния значений коэффициента увеличения площади опорных вант и отношения площади оттяжки к площади опорной
ванты на стоимость пролетного строения.
4.7.Исследование влияния значения 2 и шага 3 продольных ребер ортотропной плиты на стоимость пролетного строения и их зависимости от полной длины балки жесткости
4.8. Исследование влияния на массу пилонов толщины листа, используемого для тела пилона и расстояние между поперечными ребрами на стенках пилона
4.9. Исследование влияния уровня расчетных сопротивлений используемого металла на массу пролетного строения
4Исследование влияния доли расчетного сопротивления 1,выделяемой на восприятие местного действия нагрузки, на площадь пролетного строения.
4 Выводы по главе 4.
Заключение
Литература


Программа автоматизации проектирования двухпилонных металлических вантовых мостов с реализацией расчетной е части на основе МКЭ с использованием языка Vi i 6. Результаты исследования влияния основных параметров двухпилонных металлических вантовых мостов на суммарную стоимость используемых в них материалов. Рекомендации по использованию разработанной программы для выбора практически оптимального решения двухпилонных вантовых мостов на стадии их вариантного проектирования. Апробация работы и публикации. Основные результаты работы опубликованы в 4 статьях, доложены и одобрены на ежегодных научнотехнических конференциях Московского автомобильнодорожного института ГТУ. Объем и структура работы. Диссертация изложена на 0 страницах машинописного текста и включает в себя введение, четыре главы, заключение, рисунка, 6 таблиц, список литературы из 5 наименований. Глава 1. Вантовые подвесные системы мостов с работающими на растяжение гибкими несущими элементами вантами существовали еще в древнем Египте, Индии и Китае и др. При этом в качестве вант удачно использовались растительное сырье бамбук, некоторые разновидности лиан, канаты из волокон агавы. В Европе гибкие несущие элементы в мостостроении стали применять в начале XVII века. В г. Венеции с применением металлических цепей. Одно из известных первых предложений использовать вантовые системы в мостах принадлежит французскому архитектору Пойету, который в году рекомендовал поддерживать пролетное строение балочного моста вантами, закрепленными к двум пилонам на промежуточных опорах. К числу первых построенных вантовых мостов такого типа относится пешеходный мост пролетом . Англии в г. Рис. Схема пешеходного вантового моста, построенного в Англии в г Пролетное строение этого моста поддерживалось вантами, закрепленными на вершине пилонов, которые с противоположной стороны удерживаются оттяжками. Наибольшее развитие данные системы получили после изобретения в г. Использование кабеля в качестве гибких несущих элементов вместо цепей позволило значительно увеличить длины перекрываемых пролетов. Так, мост во Фрейбурге, построенный в г. В году в Праге через р. Влтаву был построен двухпилонный вантовый мост рис. Рис. Схема вантового моста через р. Балка жесткости этого моста поддерживались вантами, расположенными примерно через м. Это конструктивное решении моста можно рассматривать как прообраз современных балочновантовых мостов. Разрезные продольные балки при их пролете м имели значительную высоту 2,1 м и поддерживались поперечными балками. После обрушений Твидского моста в Великобритании пролетом м и моста через р. Заале в Германии, вызванных ураганами, интерес к мостам с пролетными строениями вантовобалочной системы несколько ослаб. Этому способствовало и появление в середине XIX века железнодорожного транспорта с повышенными временными нагрузками и динамическими параметрами, несовместимыми с существующими в тот период вантовобалочными системами. В начале XX века более широкое распространение временно получили вантовые мосты системы французского инженера Жискляра. Эти мосты представляли собой легкие сооружения с радиальновантовыми фермами, все стержни которых изготавливались из проволочных тросов. К фермам подвешивалось легкие пролетное строение. Начиная с х годов прошлого столетия на смену вантовым фермам пришли более технологичные при строительстве и более надежные в эксплуатации вантовобалочные пролетные строения с воспринятым распором. Именно эти системы определили современное и перспективное развитие мостов с пролетными строениями вантовобалочной системы. В году в Швеции был построен первый двухпилонный вантовый мост рис. Балка жесткости была выполнена из высокопрочной стали, а ванты из высокопрочных тросов, По балке жесткости проезжая часть была устроена в виде железобетонной плиты. РисЛ. З.Балочновантовый мост Швеции. Кроме вантовых мостов с радиально расположенными вантами в годы прошлого века получили распространение вантовые мосты с параллельными вантами рис. В балках жесткости таких мостов в проезжей части стали использовать ортотроиную плиту из сталей высокой прочности.