Оптимизация параметров двухпилонных металлических вантовых мостов при их автоматизированном проектировании с применением ПК

• Автор: Ализаде Хое Шахрам
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
I
Введение

1 Глава I. Состояние применения и проектирования вантовых мостов,

V цель и задачи исследования.Ю

1.1. Краткие сведения из истории развития вантовых

мостов.

1.2. Основные схемы вантовых мостов

1.3. Выбор метода расчета вантового моста

1.4. Анализ состояния использования ЭВМ и ПК для

проектирования мостовых конструкций

1.5. Цель работы.
, Глава 2. Расчет двухпилонных металлических вантовых мостов
применительно к программе их автоматизированного проектирования.
2.1. Конструктивная схема двухпилонного вантового моста и принятые расчетные предпосылки.
2.2. Определение усилий и деформаций в элементах моста
2.2.1. Определение усилий в вантах.
2.2.2. Определение усилий в оттяжках и горизонтальных усилий
Нр, возникающих при перемещениях верха пилонов по горизонтали на величину ио.
I 2.2.3. Определение смещения верха пилонов
2.3. Вывод основных уравнений
Глава 3. Разработка программы автоматизированного проектирования двухпилонных металлических вантовых мостов с
применением ПК.
3.1. Замысел программы.
I
3.2. Требуемые исходные данные к программе автоматизированного проектирования.
3.2.1. Геометрические параметры и размеры.
3.2.2. Параметры нагрузки.
3.2.3. Данные о материалах для пролетного строения
3.3. Формулировка задачи автоматизированного проектирования
двухпилонного вантового моста
3.4. Принятая последовательность проектирования двухпилонных металлических вантовых мостов блок схема программы .
3.5. Формирование матриц, зависящих от принятого количества
узловых точек на балке жесткости.
3.6. Определение размеров продольных и поперечных ребер
ортотропной плиты по местному действию нагрузки. Выбор начальных размеров элементов балки жесткости, вант, оттяжек и пилона
3.7. Формирование матриц, зависящих от площадей вант и
оттяжек, от моментов инерции балки жесткости и пилона.
3.8. Приведение рассматриваемой схемы загружения временной
нагрузкой к узловой
3.9. Приведение заданных постоянной и временной нагрузок
к узловой
3 Вычисление прогибов в узловых точках балки жесткости, вычисление усилий в вантах, оттяжках, пилонах и смещения верха пилона
3 Определение окончательных размеров элементов пролетного
строения и пилонов.
I
3 Выбор оптимального варианта конструктивного решения
пролетного строения
Глава 4. Отладка и освоение программы автоматизированного проектирования двухпилонных металлических вантовых мостов.
4.1. Вводные замечания.
4.2. Оценка правильности результатов расчета прогибов балки
жесткости, изгибающих моментов в ней и усилий в вантах при разных схемах загружения временной нагрузкой
4.3. Получение данных для проверки правильности расчета
усилий и деформаций в элементах моста
4.4. Оценка правильности работы программы по компоновке
поперечных сечений элементов балки жесткости, пилона и вант.
4.5. Исследование влияния коэффициента увеличения площади
опорных вант на очертание эпюр изгибающих моментов и усилий в вантах
4.6. Проверка правильности выбора рекомендуемого варианта
конструктивного решения двухпилонного вантового моста
4.7. Выводы по главе 4.
Глава 5. Оптимизация параметров двухпилонных металлических
вантовых мостов, разработка рекомендаций для получения рациональных их конструктивных решений с помощью разработанной программы автоматизированного
проектирования.
5.1. Вводные замечания.
5.2. Исследование влияния количества узловых точек на балке жесткости и е высоты Но на стоимость
пролетного строения и пилонов двухпилонного вантового
5.3. Исследование влияния соотношение М и К при
фиксированном количестве узловых точек на стоимость
пролетного строения и пилонов
5.4. Исследование влияния заданного значения угла наклона наиболее удаленной ванты
5.5. Исследование влияния количества стенок балки жесткости на выходные характеристики пролетного строения
двухпилонного вантового моста
5.6. Исследование влияния значений и на
стоимость пролетного строения
5.7. Исследование влияния значения пролета 2 и шага 3 продольных ребер ортотропной плиты
5.8. Исследование влияния на массу пилонов толщины листа, используемого для тела пилона, и расстояние между
поперечными ребрами на стенках пилона
5.9. Исследование влияния уровня расчетных сопротивлений
используемого металла и уровня временной нагрузки на
массу пролетного строения и пилона.
5 Исследование влияния полной длины балки жесткости
двухпилонного вантового моста на его стоимость и
оптимальные значения независимых параметров
5 Рекомендации по использованию разработанной программы
для получения рационального конструктивного решения
двухпилонного вантового моста
5 Выводы по главе 5.
Заключение
Список использованной литературы


Она является частью цикла актуальных научноисследовательских работ, выполняемых на кафедре мостов и транспортных тоннелей МАДИ, посвящаемых автоматизации проектирования и оптимизации мостовых конструкций. Цель работы. Метод исследования. В основном теоретический с использованием обычного математического аппарата. Проведены численные экспериментальные исследования на ПК с целью выработки рекомендаций по назначению оптимальных параметров двухпилонных металлических вантовых мостов и рекомендаций по использованию программы для решения практических задач их проектирования. Научная новизна и значимость работы. Прастическая значимость работы. Заключается в том, что разработанная программа позволяет определять оптимальные параметры двухлилонных металлических вантовых мостов с оптимизацией их проектного решения по минимуму стоимости используемых материалов. Эффективность работы определяется возможностью резкого повышения производительности труда проектировщиков на этапе вариантного проектирования за счет использования современной вычислительной техники в режиме тесного общения инженера проектировщика и ПК. Апробация работы. Основные результаты работы опубликованы в 3 статьях, доложены и одобрены на научнотехнических конференциях МАДИ в и г. Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. Она содержит 1 страниц машинописного текста, список использованной литературы из наименований. Глава 1. Состояние применения и проектирования вантовых мостов, цель и задачи исследования. Краткие сведения из истории развития вантовых мостов. Вантовые мосты относятся к одним из старых типов мостов. 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 рис. Рис. Схема вантового моста, предложенная Пойетом в г. 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. 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. Для уменьшения провисания длинных вант под действием собственного веса в этом решении использовались специальные поддерживающие цепи криволинейного очертания, к которым балка жесткости подвешивалась с помощью легких подвесок. В начале 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. Крупнейшим вантовым мостом этой системы был двухпилонный мост Кассагне с центральным пролетом 6 м, построенный Жискляром в г. Однако дальнейшее развитие получили вантовые мосты с балками жесткости. 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. По М
Рис. Мост через р. Рейн в Дюссельдорфе г. Кроме вантовых мостов с радиально расположенными вантами в годы прошлого века получили распространение вантовые мосты с параллельными вантами рис. В бывшем СССР в году был построен первый в мире железобетонный двухпилонный вантовый мост через гавань р. Днепра в Киеве с главным пролетом 4 м. Такое решение оказалось технически целесообразным и экономически эффективным для автодорожных и городских мостов с пролетами 0 м. Рис. Схема вантового моста в Киеве. Кроме того, в СССР были построены вантовые мосты в г. Днепр в Киеве рис. Шексну в Череповце с главным пролетом 4.