Введение
Глава 1. Состояние применения и проектирования вантовых мостов, цель и задачи исследования 10
1.1 Краткие сведения из истории развития вантовых мостов 10
1.2 Выбор метода расчета вантового моста 19
1.3 Анализ состояния использования персональных компьютеров для проектирования мостовых конструкций 22
1.4 Цель и задачи работы 28
1.5 Вывод по главе 1 29
Глава 2. Выбор обобщенной конструктивной формы двухпилонных металлических вантовых мостов и разработка расчетного модуля применительно к программе их автоматизированного проектирования 30
2.1. Обобщенная конструктивная форма двухпилонных металлических вантовых мостов 30
2.2. Разработка расчетного модуля с использованием метода конечных элементов применительно к программе автоматизированного проектирования двухпилонного вантового моста 34
2.2.1. Принятые расчетные предпосылки 34
2.2.2. Реализация статического расчета рассматриваемых двухпилонных вантовых мостов методом конечных элементов 35
2.2.2.1. Разбивка расчетной схемы двухпилонного вантового моста на конечные элементы, нумерация узлов и конечных элементов 35
2.2.2.2.Формирование матрицы индексов 37
2.2.2.3.Формирование матриц жесткости конечных элементов вантового моста 43
2.2.2.4. Формирование матрицы жесткости конструкции вантового моста в целом 46
2.2.3. Формирование матрицы загружений вантового моста 48
2.2.3.1.Приведение рассматриваемой схемы загружения временной нагрузки к узловой точке 48
2.2.3.2. Приведение заданных постоянной и временной нагрузок к узловой точке 49
2.2.3.3.Определение силовых факторов при разных схемах загружения 51
2.2.4.Формирование и решение системы линейных уравнений МКЭ конструкции Байтового моста 53
2.2.4.1.Свойства системы линейных уравнений (СЛУ) МКЭ 53
2.2.4.2. Методы решения уравнений СЛУ МКЭ Байтового моста 54
2.3. Вывод по главе 2 58
Глава 3. Разработка программы автоматизированного проектирования двухпилонных металлических вантовых мостов 59
3.1.Вводные замечания 59
3.2.Принятая блок-схема разработанной программы АПВМ 65
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 .72
3.4. Математическая формулировка задачи автоматизированного проектирования двухпилонных вантовых мостов 78
3.5.Способ определения зависимых параметров при оптимизации проектирования вантовых мостов 80
3.6.Способ определения независимых параметров при оптимизации проектирования вантовых мостов 83
3.7.Тестирование расчетного модуля разработанной программы автоматизированного проектирования двухпилонных вантовых мостов 84
3.8.Тестирование проектирующей части разработанной программы автоматизированного проектирования двухпилонных вантовых мостов 91
3.9.Выводы по главе 3 93
Глава 4. Определение оптимальных параметров двухпилонных металлических вантовых мостов по критерию минимальной стоимости с помощью разработанной программы автоматизированного проектирования 95
4.1. Вводные замечания и выбор независимых параметров двухпилонных вантовых мостов 95
4.2. Исследование зависимости стоимости пролетного строения двухпилонного Байтового моста от количества узловых точек и высоты балки жесткости при заданной длине балки жесткости 97
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 104
4.4. Исследование влияния заданного значения угла наклона наиболее удаленной ванты 107
4.5. Исследование влияния количества стенок балки жесткости на выходные характеристики пролетного строения двухпилонного Байтового моста 111
4.6. Исследование влияния значений коэффициента увеличения площади опорных вант KFOW и отношения площади оттяжки к площади опорной ванты KFOT на стоимость пролетного строения 112
4.7.Исследование влияния значения L2 и шага L3 продольных ребер ортотропной плиты на стоимость пролетного строения и их зависимости от полной длины балки жесткости 114
4.8. Исследование влияния на массу пилонов толщины листа, используемого для тела пилона и расстояние между поперечными ребрами на стенках пилона 119
4.9. Исследование влияния уровня расчетных сопротивлений используемого металла на массу пролетного строения 120
4.10.Исследование влияния доли расчетного сопротивления ETTA 1,выделяемой на восприятие местного действия нагрузки, на площадь пролетного строения 122
4.11. Выводы по главе 4 124
Заключение 127
Литература 130
