本文關(guān)鍵詞：獨塔空間索面自錨式懸索橋設(shè)計參數(shù)研究

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【摘要】：自錨式懸索橋是一種構(gòu)造新穎、造型優(yōu)美的橋型,直接將主纜錨固于加勁梁上,免去了巨大昂貴的錨錠,節(jié)省了一大筆費用,適合在地質(zhì)條件較差地區(qū)修建,主纜給加勁梁巨大的水平壓力,讓其獲得了免費預(yù)應(yīng)力。此外,空間索面體系作為一種新型結(jié)構(gòu)形式,其主纜與吊桿形成一個三維的索系,纜索與加勁梁聯(lián)系更為緊密,纜索對加勁梁的束縛作用增強,從而顯著提高了懸索橋的橫向剛度和穩(wěn)定性。因此近年來,空間索面體系逐漸受到橋梁建設(shè)者青睞,并且廣泛運用于自錨式懸索橋?qū)嶋H工程中。獨塔空間索面自錨式懸索橋受力復(fù)雜,且計算理論還不夠完善,在設(shè)計中如何通過調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)使得該結(jié)構(gòu)體系在受力方面更加合理是我們現(xiàn)階段應(yīng)該研究和補充的,從而使得該體系橋梁在設(shè)計上更有科學(xué)依據(jù),更加有跡可循。本文以松原天河南汊橋為工程背景,利用Midas Civil建立有限元模型,分析結(jié)構(gòu)主要設(shè)計參數(shù)對獨塔空間索面自錨式懸索橋靜、動力特性的影響。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論包括:(1)分別建立空間索面體系與平行索面體系有限元模型,在恒載、活載、溫度荷載的作用下,通過計算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、撓度值,比較結(jié)構(gòu)靜力特性有何不同;然后運用特征值分析,選擇Lanczos法,通過計算結(jié)構(gòu)主要的振型及自振頻率,比較這兩種體系橫向振動、扭轉(zhuǎn)振動、豎向振動的差別,從而探究這兩種體系的動力特性有何不同。分析對比發(fā)現(xiàn),空間索面體系的橫向剛度和橫向承載能力優(yōu)于平行索面體系,而這兩種體系的豎向剛度基本沒有差別。(2)主纜和吊桿的抗拉剛度、矢跨比、吊桿間距、加勁梁的抗彎剛度、恒載集度這些主要結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)對橋梁靜、動力特性的具有重大影響。本文采用單一變量法,在保證其它結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)值不變的前提下,只改變一個設(shè)計參數(shù)值,然后計算結(jié)構(gòu)在恒載、活載作用下的內(nèi)力、撓度值,分析這一參數(shù)變化對結(jié)構(gòu)靜力影響;然后運用特征值分析,選擇Lanczos法,計算結(jié)構(gòu)主要的振型及自振頻率,分析這一參數(shù)變化對結(jié)構(gòu)動力特性的影響,探究該設(shè)計參數(shù)與結(jié)構(gòu)受力性能之間的聯(lián)系,為設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化提供借鑒和參考。
【關(guān)鍵詞】：自錨式懸索橋 設(shè)計參數(shù) 空間索面 矢跨比 吊桿間距
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U448.25
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 自錨式懸索橋發(fā)展概述9-13
• 1.1.1 國外自錨式懸索橋發(fā)展10-11
• 1.1.2 國內(nèi)自錨式懸索橋發(fā)展11-13
• 1.2 自錨式懸索橋的受力特點與基本構(gòu)造13-15
• 1.2.1 自錨式懸索橋的受力特點13-14
• 1.2.2 自錨式懸索橋的加勁梁結(jié)構(gòu)形式14-15
• 1.3 本文研究的背景和主要研究內(nèi)容15-17
• 1.3.1 本文研究的背景15-16
• 1.3.2 本文研究的內(nèi)容16-17
• 第二章 自錨式懸索橋結(jié)構(gòu)分析理論17-27
• 2.1 自錨式懸索橋基本計算理論17-20
• 2.1.1 彈性理論17-18
• 2.1.2 撓度理論18-19
• 2.1.3 有限位移理論19-20
• 2.2 自錨式懸索橋分析計算的非線性影響因素20-21
• 2.3 自錨式懸索橋幾何非線性分析方法21-27
• 2.3.1 結(jié)構(gòu)大位移引起的非線性效應(yīng)21-26
• 2.3.2 初始內(nèi)力引起的非線性效應(yīng)26-27
• 第三章 主纜空間幾何形狀對自錨式懸索橋的受力影響27-47
• 3.1 工程概述27-28
• 3.2 懸索橋的兩種體系28-30
• 3.2.1 有限元模型的建立29-30
• 3.3 兩種體系結(jié)構(gòu)靜力特性比較30-40
• 3.3.1 恒載作用效應(yīng)分析31-35
• 3.3.2 活載作用效應(yīng)分析35-38
• 3.3.3 溫度荷載作用效應(yīng)分析38-40
• 3.4 兩種體系結(jié)構(gòu)動力特性比較40-45
• 3.4.1 橫向振動的比較40-43
• 3.4.2 扭轉(zhuǎn)振動的比較43-45
• 3.4.3 豎向振動的比較45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第四章 纜索抗拉剛度對結(jié)構(gòu)靜動力特性影響47-60
• 4.1 主纜抗拉剛度分析47-53
• 4.1.1 主纜抗拉剛度對結(jié)構(gòu)靜力特性的影響47-51
• 4.1.2 主纜抗拉剛度對結(jié)構(gòu)動力特性的影響51-53
• 4.2 吊桿抗拉剛度分析53-59
• 4.2.1 吊桿抗拉剛度對結(jié)構(gòu)靜力特性的影響53-57
• 4.2.2 吊桿抗拉剛度對結(jié)構(gòu)動力特性的影響57-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第五章 結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)對結(jié)構(gòu)靜動力特性影響60-83
• 5.1 矢跨比對結(jié)構(gòu)的影響60-66
• 5.1.1 矢跨比對結(jié)構(gòu)靜力特性的影響61-63
• 5.1.2 矢跨比對結(jié)構(gòu)動力特性的影響63-65
• 5.1.3 小結(jié)65-66
• 5.2 吊桿間距對結(jié)構(gòu)的影響66-72
• 5.2.1 吊桿間距對結(jié)構(gòu)靜力特性的影響66-69
• 5.2.2 吊桿間距對結(jié)構(gòu)動力特性的影響69-71
• 5.2.3 小結(jié)71-72
• 5.3 加勁梁剛度對結(jié)構(gòu)的影響72-77
• 5.3.1 加勁梁抗彎剛度對結(jié)構(gòu)靜力特性的影響72-75
• 5.3.2 加勁梁抗彎剛度對結(jié)構(gòu)動力特性的影響75-77
• 5.3.3 小結(jié)77
• 5.4 恒載集度對結(jié)構(gòu)的影響77-82
• 5.4.1 恒載集度對結(jié)構(gòu)靜力特性的影響77-79
• 5.4.2 恒載集度對結(jié)構(gòu)動力特性的影響79-81
• 5.4.3 小結(jié)81-82
• 5.5 本章小結(jié)82-83
• 第六章 結(jié)論與展望83-85
• 6.1 結(jié)論83-84
• 6.2 展望84-85
• 致謝85-86
• 參考文獻(xiàn)86-89
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文及參與的工程實踐項目89

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本文編號：591556