[碩士]懸索橋初態(tài)及施工過程的精細(xì)算法

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　　[碩士]懸索橋初態(tài)及施工過程的精細(xì)算法　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：湖南大學(xué)　　學(xué)位年度：2009　　懸索橋是目前跨越能力最大的一種橋型，在跨江、跨海工程中具有無可比擬的優(yōu)勢。計(jì)算理論的發(fā)展，計(jì)算方法的改進(jìn)，使懸索橋的安全系數(shù)由最初的4.0降低至2.5。并且隨著跨徑的增大，為了節(jié)約資金，方便施工，懸索橋構(gòu)件尺寸不能與跨徑同比例增大，可能導(dǎo)致某些構(gòu)件安全儲(chǔ)備較低，因此需要對(duì)懸索橋的各個(gè)狀態(tài)、各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行更加精確的分析，以保證其安全性。本文就是在分段懸鏈線法的基礎(chǔ)上，分析了彈性伸長導(dǎo)致自重集度改變、自重垂度導(dǎo)致彈性模量折損以及溫度效應(yīng)等因素對(duì)懸索橋線形及受力的影響?！　? ANSYS和MIDAS是懸索橋計(jì)算中的重要工具，本文運(yùn)用這兩種有限元軟件對(duì)吉茶公路上的特大型懸索橋—矮寨大橋進(jìn)行分析，將有限元計(jì)算結(jié)果與數(shù)值計(jì)算結(jié)果比較，結(jié)果吻合良好，證明了數(shù)值計(jì)算程序的正確性?！　? 為了提高橋梁整體的抗風(fēng)性能，加勁梁的吊裝可以采用逐段剛接的方法。為了考察逐段剛接的方法是否適合于矮寨大橋，本文用ANSYS模型模擬了全鉸結(jié)和逐段剛結(jié)兩種施工工藝，通過對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)逐段剛結(jié)法對(duì)主纜的受力影響不大，對(duì)加勁梁的影響很大，施工階段加勁梁受力甚至比成橋更大，但應(yīng)力仍在材料的承載力范圍以內(nèi)，因此逐段剛結(jié)在矮寨大橋上也是適用的?！　? 索鞍是懸索橋中一個(gè)重要的構(gòu)件，它直接約束著主纜的變形。以前的設(shè)計(jì)計(jì)算往往直接以理論頂點(diǎn)作為計(jì)算依據(jù)，沒有考慮鞍座的影響，這樣是不精確的，對(duì)成橋標(biāo)高的影響比較大。直到近期，人們才開始研究索鞍對(duì)線形的影響，但如何進(jìn)行鞍座處主纜長度修正仍沒有統(tǒng)一答案。本文在己有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，提出了一種有效計(jì)算修正長度的方法。　　在得到驗(yàn)證的FORTRAN程序基礎(chǔ)上，本文創(chuàng)新性地將索鞍修正引入各施工階段的迭代程序中，以保證修正后的無應(yīng)力長度始終相等。本文著重考察了索鞍對(duì)成橋狀態(tài)的主纜線形、空纜和各施工狀態(tài)的主纜線形及預(yù)偏量的影響。通過FORTRAN編程計(jì)算，比較理論頂點(diǎn)、傳統(tǒng)幾何方法和索鞍迭代求解三者的預(yù)偏結(jié)果，發(fā)現(xiàn)索鞍對(duì)各施工階段的預(yù)偏量均有較大影響。用ANSYS對(duì)索鞍進(jìn)行有限元模擬，也可以證實(shí)這一點(diǎn)。因此在設(shè)計(jì)計(jì)算中需要考慮索鞍的影響。

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