發(fā)布時間：2018-05-28 02:38

  本文選題：懸索橋 + 主纜-索夾系統(tǒng)��； 參考：《西南交通大學》2017年碩士論文

【摘要】：大跨度鐵路懸索橋恒、活載較大,結構剛度需求高,主纜設計尺寸往往很大。建設中的五峰山長江大橋的主纜緊纜完成后直徑達到1.3m,大截面和緊纜不圓度將造成主纜截面內部應力關系復雜。懸索橋端吊索力較大,索夾傾角也最大,該位置處索夾抗滑移問題最突出,在設計中采用長索夾以排布更多高強螺桿來提高索夾抗滑承載力,這就造成主纜-索夾系統(tǒng)力學關系受主纜垂度影響嚴重的問題。論文針對以上問題進行了相關研究,主要內容、方法和成果如下:利用均質化的思想,以主纜-索夾緊固系統(tǒng)表現出來的宏觀力學性能為基礎,針對關心的主纜截面內部應力分布問題,采用三向異性材料來等效代替主纜系統(tǒng),簡化主纜內鋼絲與空隙之間復雜的非線性關系。建立主纜-索夾緊固系統(tǒng)的ANSYS有限元實體模型,通過實測數據結合有限元分析,擬合出三向異性等效材料的應力應變關系,并證明這種材料在主纜-索夾緊固系統(tǒng)研究中具有通適性。將等效材料運用到長索夾下考慮垂度效應影響的主纜力學行為研究中,分別比較不同對合形式的索夾對主纜表面及內部受力的影響,探索應力分布規(guī)律,其中特別分析了主纜不圓度的影響。建立多尺度有限元模型,模擬索夾的緊固與承載過程,探索綜合考慮主纜垂度、索夾對合形式、吊索力、主纜索夾接觸面局部滑移及索夾端口主纜截面變化等多因素影響的索夾極限抗滑承載力,并對索夾在運營過程中的抗滑承載力進行評估。在同時考慮主纜垂度和吊索力的情況下,比較不同的高強螺桿緊固工藝對長短兩類索夾高強螺桿松弛規(guī)律及索夾在施工及運營過程中極限抗滑承載力的影響。分析計算結果表明,采用柱坐標系下的三向異性材料等代模擬主纜系統(tǒng)在結構變形上與實驗結果吻合較好,應力結果接近真實。將等效材料運用到主纜截面尺寸差異較大的另一組實驗數據中時,有限元模擬的主纜緊固過程變形曲線能夠與實測結果吻合,證明材料在主纜-索夾緊固研究中具有通適性。由于索夾的緊箍作用,主纜截面內的徑向應力和切向應力均呈現圈層分布,截面中心應力較小,接近主纜表面應力較大,在索夾端口處有明顯的應力集中及彎曲二次應力,且應力等值線形狀受主纜與索夾壁厚相對尺寸的影響。主纜垂度和不圓度會影響主纜截面內的應力分布規(guī)律。主纜表面的彎曲二次應力同時受索夾的傳力方式及主纜垂度的影響,彎曲二次應力分布在索夾端口 12cm的范圍內。通過計算主纜索夾接觸面摩擦應力對面積的積分得到的索夾抗滑承載力,大于實際加載滑移時的索夾下滑力,表明吊索力及主纜索夾接觸面的局部滑移現象對索夾抗滑有不利影響,且對左右對合型索夾的影響更加嚴重�？紤]主纜垂度效應時,索夾在施工及運營過程中的抗滑承載力受索夾長度、對合形式、主纜不圓度和高強螺桿緊固方案的影響,索夾短、緊固階段數多,主纜不圓度低,從索夾中間位置的高強螺桿開始緊固,得到的終態(tài)索夾抗滑承載力更高。橋塔附近的長索夾隨著梁段的吊裝需要補足高強螺桿張拉力來保證施工過程中的索夾抗滑承載力,且運營狀態(tài)的索夾抗滑安全系數不能達到3;跨中附近的短索夾僅需要安裝狀態(tài)時高強螺桿張拉到設計拉力,并在成橋狀態(tài)進行補足,即可滿足施工及運營過程中的抗滑承載力要求。
[Abstract]:In this paper , the stress - strain relation of cable - cable clamp system is analyzed by using three - way anisotropic material , which is based on the macroscopic mechanical properties of main cable - cable clamping and fixing system . The main contents , methods and results are as follows : The cable clamp near the bridge tower needs to complement the tensile force of the high - strength screw to ensure the anti - sliding bearing capacity of the cable clamp in the construction process , and the cable clamp near the bridge tower needs to complement the tension of the high - strength screw to ensure the anti - sliding bearing capacity of the cable clamp in the construction process .
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U448.25

【參考文獻】

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本文編號：1944916