[碩士]剛性索自錨式懸索橋力學性能分析

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　　[碩士]剛性索自錨式懸索橋力學性能分析　　學科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：鄭州大學　　學位年度：2006　　自錨式懸索橋在國內(nèi)是一種新型結(jié)構(gòu)形式，從國內(nèi)已建成的和正在建設(shè)的自錨式懸索橋可以看出，對中小跨徑的城市橋梁設(shè)計，自錨式懸索橋是一個合適的且有競爭力的橋型。由于國內(nèi)外修建的自錨式懸索橋很少，人們對其力學特性以及各幾何參數(shù)變化對內(nèi)力的影響規(guī)律了解還不是很深入，基于此，本文以平頂山建設(shè)路立交橋—自錨式懸索橋為工程實例，對自錨式懸索橋的力學特性以及各設(shè)計參數(shù)變化對內(nèi)力的影響規(guī)律進行了仔細的研究，本文所做工作正是在此背景下開展的?！　? 根據(jù)平頂山建設(shè)路立交橋—剛性自錨式懸索橋的結(jié)構(gòu)特點，采用橋梁有限元計算程序MidasICivi對橋梁進行離散，建立了該剛性自錨式懸索橋的空間有限元計算模型，對該橋進行了靜動力分析，對各種控制因素進行研究和比較;利用ANSYS有限元程序?qū)υ摌蜻吙缍瞬垮^固區(qū)梁段進行局部應力分析，研究該部分的局部受力性能。綜合以上工作，本文得出以下結(jié)論:　　 1.該自錨式懸索橋在恒載作用下主梁基本維持初始標高，略有向下的位移;由于主纜自錨的緣故，主梁全截面受壓;橋梁各構(gòu)件受力均在橋梁設(shè)計規(guī)范規(guī)定范圍之內(nèi)，表明橋梁結(jié)構(gòu)受力合理。恒載加活載作用下該自錨式懸索橋主梁的位移、內(nèi)力和應力值相比恒載作用均有一定的增加，計算結(jié)果均在橋梁設(shè)計規(guī)范規(guī)定范圍之內(nèi);由于主纜和吊桿有外包結(jié)構(gòu)，施加活載后其表現(xiàn)為剛性，主纜和吊桿除了承受拉力之外，也承受一部分彎矩，增加了主纜和吊桿的剛度?！　? 2.該自錨式懸索橋的振動主要有全橋豎向振動、扭轉(zhuǎn)振動和主塔橫向振動3種振動形式;首先出現(xiàn)全橋豎向振動及扭轉(zhuǎn)振動，之后才出現(xiàn)主塔橫向振動，說明該自錨式懸索橋豎向剛度相對較小;各階頻率相對較高，說明該橋剛度較大;第I階扭轉(zhuǎn)頻率相對第1階豎向彎曲頻率提高較多，說明主梁的扭轉(zhuǎn)剛度較大;剛性索自錨式懸索橋自振頻率比柔性索自錨式懸索橋自振頻率有所提高，兩者振型一致。　　 3.對于中小跨度的自錨式懸索橋，主梁跨中彎矩和撓度與地錨式懸索橋相差不大;彈性理論完全可以進行自錨式懸索橋的設(shè)計計算和分析;混凝土的收縮、徐變和主梁拱度對自錨式懸索橋的梁體受力影響較大。在實際自錨式懸索橋設(shè)計中，應綜合考慮各種因素的影響，合理地選擇橋梁的矢跨比、主梁拱度等一些設(shè)計參數(shù)，使混凝土自錨式懸索橋的經(jīng)濟性和實用性相統(tǒng)一?！　? 4.在局部受力分析中，主梁端部主纜錨固位置處局部應力超限，其他部位的應力均滿足規(guī)范要求;建議將局部應力超限位置進行局部加強處理?！　? 本文計算數(shù)據(jù)和結(jié)論可為該自錨式懸索橋在運營過程中的健康檢測和維護提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，可為同類型橋梁的設(shè)計、施工提供參考，本文具有較高的工程應用價值。

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