纜索結(jié)構(gòu)通常不考慮抗彎和抗扭剛度,然而相關(guān)研究表明,在某些情況下忽略纜索的抗彎與抗扭剛度會帶來不可忽視的誤差,因此對該問題需要進一步深入研究,為工程應用提供理論依據(jù)。本文首先考慮平行鋼絲纜索的鋼絲間滑移影響,把平行鋼絲纜索的彎曲問題轉(zhuǎn)化考慮層間滑移的多層組合梁平面應力問題,提出考慮鋼絲間滑移效應的平行鋼絲纜索彎曲問題的分析模型,然后采用狀態(tài)空間法求解,獲得纜索彎曲變形特性和應力沿截面的分布,并根據(jù)已有的試驗結(jié)果標定了模型中的相關(guān)參數(shù)。然后研究了考慮鋼絲間滑移影響的平行鋼絲纜索的抗彎剛度。為此,提出了允許層間滑移的多層組合梁模型,導出了控制方程,并求得了撓度的解析解,進而通過折減剛度法得到纜索的等效抗彎剛度;結(jié)合已有的試驗數(shù)據(jù),標定得到了鋼絲間抗滑剛度與截面平均拉應力的線性關(guān)系。通過參數(shù)分析,給出了幾種常用平行鋼絲纜索截面在不同平均拉應力和不同長度下的等效抗彎剛度,分析了抗彎剛度對纜索自振頻率的影響。接著分析了考慮鋼絲間滑移影響的平行鋼絲纜索的抗扭剛度。纜索扭轉(zhuǎn)時截面的翹曲變形導致鋼絲間的相對滑移,忽略這種相對滑移會過高地估計截面的抗扭剛度。本文采用虛擬彈簧模擬鋼絲間的相互作用,采用變分... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：167 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１鋼絲極哏粘結(jié)狀態(tài)與對應抗彎剛度??Ｆｉｇ．?１．１?Ｅｘｔｒｅｍｅ?ｂｏｎｄｉｎｇ?ｓｔａｔｅ?ｏｆ?ｗｉｒｅｓ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ｂｅｎｄｉｎｇ?ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ??

?２．２．２層間變形假設(shè)??本文提出的分析模型最大特點在于考慮了平行鋼絲纜索截面的姐合特性�；茖拥淖�??用力根據(jù)抗滑剛度的大小與滑移量成正比，這類似于部分粘結(jié)組合梁分析中的層間滑移假??設(shè)，如圖２．２所示，圖中匕．，七和Ａｗ，分別表示第ｒ滑移層的層間作用力、層間抗滑剛度和??層間滑移量。這與眾多研究者提出的滑移層作用力是庫倫摩擦力的模型不同（Ｆ〇ｔｉ和??Ｍａｒｔｉｎｅｌｌｉ?２０１６ａ，２０１６ｂ；?Ｈｏｎｇ?等?２００５；?Ｋｎａｐｐ?和?Ｌｉｕ?２００５；?Ｐａｐａｉｌｉｏｕ?１９９７），也與現(xiàn)有的平??行鋼絲纜索分層滑移模型（林坤２００８；謝宜２００９）不同。??

面應力模型的建立與狀態(tài)方程的推導??Ａ?＼?ｂ＇?＾４?＇工?｜?ｇ，??Ｋ?—?，?Ｉ?／；：?－＾－４?，?￡，?＝＊，￡■；?＇ｈ?—???ｈ??．?ｒＪ?；?１?（／?＝?１，２，？？－，？）?：?：??Ａ?＼?ｂ＇￣．?Ｅ，ｉ?￣．?＞?ｈ，?Ｅ：??！?：?！?：?：?！??Ｉ?．?Ｉ?Ｉ?．?Ｉ??＂Ｉ?Ｈ，?＿［」?｜?Ａ—，??欠上??Ｋ＿＼?乂上?Ｅｎ??＼￣￣＾￣￣Ｉ?＾－４??（ａ）?（ｂ）??圖２．３多層組合截面與等效的寬度為１的截面??Ｆｉｇ．?２．３?Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｅｄ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｃｒｏｓｓ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｒｏｓｓ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｗｉｔｈ?ｃｏｎｓｔａｎｔ?ｗｉｄｔｈ??圖２．３（ａ）可以經(jīng)過等效變成圖２．３（ｂ）的形式，使其變成一個平面應力問題。為了讓這兩??個截面等效，每層的軸向剛度凡４和抗彎剛度￡／都需保持不變。為此，要將原來的彈性模??量盡（／?＝１，２，．．．，《）轉(zhuǎn)換成等效的彈性模量￡＂，？二夂五，（／?＝?１，２，…，／？），且每層的層局保持不變，??通過上述的等效方法，使每層截面都保持了原截面的軸向抗拉剛度和抗彎剛度，即有??五，４?＝６，．￡■＞，＋?＝？?和乓乃＝?？?（ｆ?＝?ｌ，２，…，》）。這樣圖?２．３（ａ）的截面和圖?２．３（ｂ）??的截面在一維梁理論中等效。端部初始軸向張拉力可以通過如圖２．４所示的方式進行等效??變換。??ｆ－?Ｌ－?＆?／??＾ｒＯ??：?ｉ?＿／＝１、?｜?■?Ｉ?■??：?ｉ??＜—?＾?Ｔ?ｈ

【參考文獻】：
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博士論文
[1]大跨度橋梁索結(jié)構(gòu)絲股分離與滑移機理及其力學行為的研究[D]. 張卓杰.華南理工大學 2016
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碩士論文
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[3]自錨式懸索橋平行鋼絲主纜扭轉(zhuǎn)模型試驗研究[D]. 肖光清.長沙理工大學 2014
[4]獨塔空間主纜自錨式懸索橋纜索系統(tǒng)施工計算分析[D]. 王建金.浙江大學 2014
[5]自錨式懸索橋空間主纜扭轉(zhuǎn)力學行為分析與研究[D]. 陳思陽.長沙理工大學 2013
[6]斜拉索內(nèi)鋼絲間聯(lián)合工作模式對局部彎曲應力的影響[D]. 李紅.重慶交通大學 2011
[7]基于分層滑移模型的斜拉索彎曲應力分析[D]. 謝宜.重慶交通大學 2009
[8]考慮分層滑移的斜拉索彎曲應力分析[D]. 林坤.重慶交通大學 2008



本文編號：3375519