本文以實(shí)際工程為背景,對(duì)結(jié)構(gòu)比較新穎的上撐式單跨自錨懸索橋的進(jìn)行了結(jié)構(gòu)靜力分析、施工過(guò)程分析、靜風(fēng)穩(wěn)定分析和人致振動(dòng)響應(yīng)分析,為新結(jié)構(gòu)的安全應(yīng)用提供理論依據(jù),最后討論了主纜傾角、矢高變化對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響。具體研究?jī)?nèi)容及成果如下:1.用節(jié)線法計(jì)算出結(jié)構(gòu)初始線形,結(jié)合Midas-Civil軟件確定了結(jié)構(gòu)主纜初拉力,并計(jì)算出在該預(yù)拉力下結(jié)構(gòu)精確的初始狀態(tài),進(jìn)行了結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,知道了結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)在加勁梁跨中的上弦桿、端部的腹桿、端部的下弦桿,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以加強(qiáng)。2.對(duì)結(jié)構(gòu)的局部失穩(wěn)、整體失穩(wěn)進(jìn)行了驗(yàn)算,結(jié)構(gòu)局部穩(wěn)定性滿足要求,整體穩(wěn)定較好。3.用正裝——倒裝綜合分析方法對(duì)結(jié)構(gòu)施工過(guò)程進(jìn)行了計(jì)算分析,得出結(jié)構(gòu)空纜線線形,和索夾預(yù)偏量。4.對(duì)結(jié)構(gòu)靜風(fēng)穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,計(jì)算出了結(jié)構(gòu)的靜風(fēng)失穩(wěn)臨界風(fēng)速,結(jié)構(gòu)靜風(fēng)穩(wěn)定非常好,這說(shuō)明結(jié)構(gòu)整體剛度大,特別是橫向剛度大。分析了風(fēng)攻角變化對(duì)臨界風(fēng)速的影響。5.計(jì)算行人荷載下的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng),結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定滿足要求,特別是橫向動(dòng)態(tài)剛度較好,這與模態(tài)分析得出的結(jié)論一致。6.分析了結(jié)構(gòu)主纜傾角、矢高對(duì)結(jié)構(gòu)剛度影響,驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)所選矢高、傾角的正確性;分析了結(jié)構(gòu)主纜矢高對(duì)結(jié)構(gòu)自錨力預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的影響,驗(yàn)證了上撐式單跨自錨懸索橋的優(yōu)點(diǎn)。7.通過(guò)不同主纜矢高、傾斜角的剛度對(duì)比分析,探討了如何合理的確定主纜的矢高、傾斜角。
【學(xué)位單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U441;U448.11
【部分圖文】：

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文1 緒論1.1 懸索橋1.1.1 懸索橋的早期雛形早在古代中國(guó)，位于西南山區(qū)的居民，為了跨過(guò)險(xiǎn)峻的峽谷，在峽谷兩側(cè)固定好一根繩索或竹索，人或物吊于索上，從峽谷一側(cè)到另一側(cè)，這樣就產(chǎn)生了跨越峽谷的一種簡(jiǎn)易裝置——溜索，溜索充分利用了繩索強(qiáng)度高、柔而韌的特性。如圖 1.1 所示為近現(xiàn)代經(jīng)過(guò)改良的溜索，繩索換成了強(qiáng)度高的鋼絲繩，滑動(dòng)裝置換成了比較方便移動(dòng)的滑輪，其結(jié)構(gòu)和古代早期溜索是一樣的。

圖 1.2 古代索橋1.1.2 現(xiàn)代懸索橋的發(fā)展現(xiàn)代懸索橋起源于歐洲，英國(guó)于 1741 年建成了歐洲第一座鐵素橋——倜氏橋，并于 19 世紀(jì)初建造了跨度為 124m 的鋼絲纜的人行天橋，真正意義上的現(xiàn)代懸索橋由此誕生。此后，現(xiàn)代懸索橋在 19 世紀(jì)得到很大發(fā)展，其中比較有代表性的是 Telford 修建的威爾士—梅來(lái)峽懸索橋（跨徑 174m）和 Brunel 修建的克里夫頓橋（跨徑 214m）。182年前后的法國(guó)發(fā)明了用鐵絲做成的主纜并提出了無(wú)端索進(jìn)行主纜施工的方法，1823 年在被派往英國(guó)學(xué)習(xí)的納維爾提出了“穩(wěn)定性隨橋的重量與跨長(zhǎng)而增加”的結(jié)論。隨后法國(guó)進(jìn)行了大量的懸索橋理論研究并修建大量橋梁，迄 1870 年為止就建了 500 多座。[1]1847 年，美國(guó)建造了 308m 的 wheeling 懸索橋，該橋刷新了當(dāng)時(shí)的橋梁跨度記錄，1883 年，又建成了 486m 的布魯克林橋，使當(dāng)時(shí)的橋梁的最大跨度一下子提高了 100m布魯克林橋由此作為現(xiàn)代懸索橋發(fā)展早期和后期的分界點(diǎn)。進(jìn)入 20 世紀(jì)。懸索橋得到的飛躍式的發(fā)展，部分具有代表性的橋如表 1.1。表 1.1 20 世紀(jì)建造的具有代表性的懸索橋國(guó)家 橋名 跨度（m） 加勁梁形式 建造年代

圖 1.5 新型橋梁結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)形式和張弦桁架梁類似，其上部結(jié)構(gòu)為抗彎的桁架梁，中部為連接傳力的撐桿，下部為高強(qiáng)纜索，其同樣為結(jié)構(gòu)自平恒體系，按照懸索橋的說(shuō)法，也就是自錨體系。由于其為橋梁結(jié)構(gòu)，跟懸索橋相比，除了將懸吊改為上撐外，沒(méi)有發(fā)生根本的變化，同是主纜為主要受力結(jié)構(gòu)，加勁梁和主纜通過(guò)撐桿連接組成變形協(xié)調(diào)體系，普通的自錨式懸索橋沒(méi)有太大差別。故根據(jù)其特點(diǎn)將這種新型橋梁結(jié)構(gòu)稱為上撐式單跨自錨懸索橋。上撐式單跨自錨懸索橋和普通自錨式懸索橋有以下特點(diǎn)：（1）無(wú)橋塔，結(jié)構(gòu)形式更加簡(jiǎn)單，整體結(jié)構(gòu)變小，更加節(jié)約材料。（2）加勁梁上主纜自錨點(diǎn)位于截面下端，更有利于加勁梁抗彎，起到相當(dāng)于普通橋梁施加的預(yù)應(yīng)力作用。（3）和懸吊式懸索橋不同，上撐式懸索橋無(wú)法利用重力剛度保持水平方向的平衡，故撐桿在水平向有剛度的三角形穩(wěn)定體系，結(jié)構(gòu)對(duì)主纜具有更強(qiáng)的限位作用，也就是具有更強(qiáng)的位移關(guān)聯(lián)，整體性更好。（4）主纜向外傾斜，如果對(duì)主纜施加預(yù)拉力，兩根主纜被撐桿撐開(kāi)，結(jié)構(gòu)整體在側(cè)向移動(dòng)時(shí)，主纜拉力都會(huì)抵抗側(cè)向移動(dòng)，主纜拉力形成了橫向剛度，與普通懸索

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2824862