大跨度桥梁转体施工中接触面设计及计算分析
发布时间：2022-09-29 18:02
如今,我国交通事业处于迅猛发展阶段,总里程和线路网密度逐年增长,使得跨线桥数量快速上升。在这种情况下,桥梁转体施工工艺具有突出的优势,可以在不影响既有线路运输任务的基础上,安全快速进行施工。因此,转体施工具有广阔的应用前景和很大的研究价值。转动球铰是转动系统中最为重要的受力部件。然而,目前对球铰接触面受力情况的研究还不够成熟、充分,相关文献也比较少。鉴于此,本文依托实际工程（75+75）m茂湛铁路跨线桥,系统分析球铰的力学特性,提出其接触面的优化设计方法,并用有限元方法进行验证。本文的主要工作有:1.在查阅文献的基础上,回顾并总结了国内外转体桥梁的发展历程和研究现状;建立了四种不同形状的微凸体接触模型,探索了集中荷载、接触应力、压入深度和RMS slope之间的关系;2.使用ABAQUS建立茂湛铁路跨线桥的转动系统模型,包括常规模型（无PTFE滑块）和真实模型（有PTFE滑块）,分析了转体施工中球铰接触面的应力分布规律,并与理论解进行了比较,验证了模型的正确性;对考虑滑块的真实模型的计算和对转动过程中受力情况的分析,是本文的创新点之一;3.在此基础上,通过公式推导,结合复合刚性曲面知识...
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 国内外桥梁转体施工发展概述
1.2.1 国外转体施工发展历程
1.2.2 国内转体施工发展历程
1.3 国内外转体接触面的研究现状
1.3.1 转动球铰种类
1.3.2 转体接触面研究现状
1.3.3 转体接触面有限元分析现状
1.4 本文研究的目的、意义和内容
第二章 接触力学的基本原理
2.1 赫兹接触理论
2.2 弹性力学与接触力学基本原理
2.3 微凸体原理
2.3.1 微凸体研究现状
2.3.2 微凸体理论
2.4 有限元基本原理
2.4.1 结构离散化和位移模式的确定
2.4.2 单元力学特性分析
2.4.3 整体分析
2.4.4 微分方程求解
2.5 本章小结
第三章 转动系统有限元模型
3.1 引言
3.2 微凸体接触模型有限元分析
3.2.1 微凸体接触模型建立
3.2.2 微凸体接触模型结果分析
3.3 转动系统有限元分析
3.3.1 工程概况
3.3.2 转动系统有限元模型建立
3.3.3 转动系统有限元分析结果
3.4 接触力学计算结果
3.5 本章小结
第四章 转体接触面的简化模型
4.1 引言
4.2 转体接触面模型的简化
4.2.1 常规模型简化
4.2.2 真实模型简化
4.3 简化模型的有限元验证
4.3.1 有限元简化模型的建立
4.3.2 简化常规模型有限元结果
4.3.3 简化真实模型有限元结果
4.3.4 简化模型正确性评估
4.4 本章小结
第五章 转体接触面的优化设计
5.1 引言
5.2 优化设计理论
5.3 优化设计方法
5.4 优化设计方法结果检验
5.4.1 有限元优化模型的建立
5.4.2 优化模型有限元结果
5.5 优化设计流程
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]粗糙表面接触力学问题的重新分析[J]. 孙见君,嵇正波,马晨波. 力学学报. 2018(01)
[2]基于微凸体接触压力分布的粗糙表面法向接触建模[J]. 王东,徐超,万强,胡杰. 固体力学学报. 2017(06)
[3]基于分子动力学-格林函数法的微凸体接触数值分析[J]. 黄仕平,吴杰,胡俊亮,郑恒斌,王卫锋. 力学学报. 2017(04)
[4]张呼高速铁路连续梁桥墩顶水平转体施工技术[J]. 赵佳云. 施工技术. 2017(05)
[5]基于ABAQUS的钢筋混凝土T构转体结构有限元分析[J]. 冯然,孟尚伟,宋满荣. 建筑科学与工程学报. 2016(05)
[6]桥梁转体施工中平面铰与球铰的对比分析[J]. 傅贤超,唐英,曹文. 铁道建筑. 2016(04)
[7]桥梁平转法转铰接触面的发展历程及优化设计[J]. 王兴猛. 铁道建筑. 2015(12)
[8]连续梁平转施工转体球铰应力分析计算[J]. 马朝旭. 兰州工业学院学报. 2015(06)
[9]转体桥平转球铰转体过程应力计算方法研究[J]. 左敏,江克斌. 铁道标准设计. 2015(12)
[10]桥梁转体施工中球铰静摩擦系数计算方法[J]. 颜惠华,王长海,罗力军. 世界桥梁. 2015(04)
博士论文
[1]先进功能材料的微尺度黏附接触力学研究[D]. 靳凡.大连理工大学 2013
硕士论文
[1]大吨位刚构桥平转转动体系力学特性研究[D]. 罗民声.重庆交通大学 2018
[2]复合工艺聚四氟乙烯涂层的摩擦学研究[D]. 蔡先彬.苏州大学 2016
[3]140m+240m+140m单索面转体斜拉桥施工监控技术研究[D]. 庞立.石家庄铁道大学 2015
[4]转体施工中连续刚构梁桥力学特性分析[D]. 赵勇为.兰州交通大学 2013
[5]大跨度连续梁桥转体施工力学特性分析[D]. 何俊.兰州交通大学 2012
[6]转体梁施工中的不平衡问题及风致振动研究[D]. 翟鹏程.北京交通大学 2008
本文编号：3683057
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 国内外桥梁转体施工发展概述
1.2.1 国外转体施工发展历程
1.2.2 国内转体施工发展历程
1.3 国内外转体接触面的研究现状
1.3.1 转动球铰种类
1.3.2 转体接触面研究现状
1.3.3 转体接触面有限元分析现状
1.4 本文研究的目的、意义和内容
第二章 接触力学的基本原理
2.1 赫兹接触理论
2.2 弹性力学与接触力学基本原理
2.3 微凸体原理
2.3.1 微凸体研究现状
2.3.2 微凸体理论
2.4 有限元基本原理
2.4.1 结构离散化和位移模式的确定
2.4.2 单元力学特性分析
2.4.3 整体分析
2.4.4 微分方程求解
2.5 本章小结
第三章 转动系统有限元模型
3.1 引言
3.2 微凸体接触模型有限元分析
3.2.1 微凸体接触模型建立
3.2.2 微凸体接触模型结果分析
3.3 转动系统有限元分析
3.3.1 工程概况
3.3.2 转动系统有限元模型建立
3.3.3 转动系统有限元分析结果
3.4 接触力学计算结果
3.5 本章小结
第四章 转体接触面的简化模型
4.1 引言
4.2 转体接触面模型的简化
4.2.1 常规模型简化
4.2.2 真实模型简化
4.3 简化模型的有限元验证
4.3.1 有限元简化模型的建立
4.3.2 简化常规模型有限元结果
4.3.3 简化真实模型有限元结果
4.3.4 简化模型正确性评估
4.4 本章小结
第五章 转体接触面的优化设计
5.1 引言
5.2 优化设计理论
5.3 优化设计方法
5.4 优化设计方法结果检验
5.4.1 有限元优化模型的建立
5.4.2 优化模型有限元结果
5.5 优化设计流程
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]粗糙表面接触力学问题的重新分析[J]. 孙见君,嵇正波,马晨波. 力学学报. 2018(01)
[2]基于微凸体接触压力分布的粗糙表面法向接触建模[J]. 王东,徐超,万强,胡杰. 固体力学学报. 2017(06)
[3]基于分子动力学-格林函数法的微凸体接触数值分析[J]. 黄仕平,吴杰,胡俊亮,郑恒斌,王卫锋. 力学学报. 2017(04)
[4]张呼高速铁路连续梁桥墩顶水平转体施工技术[J]. 赵佳云. 施工技术. 2017(05)
[5]基于ABAQUS的钢筋混凝土T构转体结构有限元分析[J]. 冯然,孟尚伟,宋满荣. 建筑科学与工程学报. 2016(05)
[6]桥梁转体施工中平面铰与球铰的对比分析[J]. 傅贤超,唐英,曹文. 铁道建筑. 2016(04)
[7]桥梁平转法转铰接触面的发展历程及优化设计[J]. 王兴猛. 铁道建筑. 2015(12)
[8]连续梁平转施工转体球铰应力分析计算[J]. 马朝旭. 兰州工业学院学报. 2015(06)
[9]转体桥平转球铰转体过程应力计算方法研究[J]. 左敏,江克斌. 铁道标准设计. 2015(12)
[10]桥梁转体施工中球铰静摩擦系数计算方法[J]. 颜惠华,王长海,罗力军. 世界桥梁. 2015(04)
博士论文
[1]先进功能材料的微尺度黏附接触力学研究[D]. 靳凡.大连理工大学 2013
硕士论文
[1]大吨位刚构桥平转转动体系力学特性研究[D]. 罗民声.重庆交通大学 2018
[2]复合工艺聚四氟乙烯涂层的摩擦学研究[D]. 蔡先彬.苏州大学 2016
[3]140m+240m+140m单索面转体斜拉桥施工监控技术研究[D]. 庞立.石家庄铁道大学 2015
[4]转体施工中连续刚构梁桥力学特性分析[D]. 赵勇为.兰州交通大学 2013
[5]大跨度连续梁桥转体施工力学特性分析[D]. 何俊.兰州交通大学 2012
[6]转体梁施工中的不平衡问题及风致振动研究[D]. 翟鹏程.北京交通大学 2008
本文编号：3683057
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