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部分斜拉桥拉索车载疲劳研究及索塔锚固分析

作　者: 何震
导　师: 陈志军
学　校: 华中科技大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 部分斜拉桥斜拉索拉索疲劳索塔锚固区拉索滑移
分类号: U448.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

部分斜拉桥又称矮塔斜拉桥或低塔斜拉桥，是近年来兴起的一种新型桥概念的桥梁结构形式，它的特点是塔矮、梁刚、索集中布置。部分斜拉桥是介于连续梁桥与斜拉桥之间的一种新桥型，其结构体系多变，具有刚柔相济的结构特点。自日本于1994年修建了世界上第一座部分斜拉桥——小田原港桥（Odawara Port Bridge）后，这种桥型以其独特的优势在日本及世界各国风靡，成为桥梁工程师所青睐的新桥型。但其作为一种新体系的桥梁结构形式，其设计计算理论尚不够完善，关键部位的分析尚不够深入。因此，开展部分斜拉桥力学性能分析，尤其是对其关键部位进行深入的研究，为部分斜拉桥的设计提供依据和参考，具有重要的理论意义和实用价值，本文所做工作正是在此背景下开展的。本文以国内修建的双塔单索面部分斜拉桥——江珠高速公路荷麻溪特大桥主桥为依托工程，利用国内通用有限元分析软件MIDAS建立其全桥模型，模拟桥梁运营阶段在车辆荷载作用下拉索的交变应力，分析拉索的疲劳状况，基于拉索的疲劳根据线性累积损伤理论对部分斜拉桥的寿命作出预测，并对部分斜拉桥拉索设计的容许应力作出分析；从部分斜拉桥的力学关键部位——索塔锚固位置出发，利用通用有限元分析软件ANSYS建立贯通式拉索和索塔的接触模型，分析索塔锚固区的拉索抗滑移性能，对主塔两侧对应斜拉索的平衡拉力、不平衡拉力、拉索夹角及索鞍半径对拉索抗滑移性能的影响作出一定的研究。基于以上分析结果，对基于拉索疲劳预估部分斜拉桥寿命的方法作出总结，为部分斜拉桥斜拉索的疲劳及寿命设计提供依据和参考；对部分斜拉桥贯通式索塔锚固的抗拉索滑移措施设计提出一些可行性意见

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 部分斜拉桥结构体系概述  8-10
  1.2 国内外部分斜拉桥发展状况  10-12
  1.3 国内外部分斜拉桥研究现状  12-14
  1.4 本文的主要研究内容  14-15
2 结构疲劳及安全寿命理论  15-29
  2.1 结构疲劳理论概述  15-20
  2.2 疲劳载荷谱与应力谱  20-24
  2.3 结构安全寿命设计理论  24-25
  2.4 桥梁结构疲劳寿命预测  25-29
3 接触理论  29-50
  3.1 接触理论概述  29-33
  3.2 带有约束条件的优化  33-37
  3.3 接触问题看作优化问题  37-41
  3.4 切线刚度矩阵和接触余量的确定  41-47
  3.5 接触算法概要  47-50
4 部分斜拉桥拉索安全寿命预测实例  50-68
  4.1 工程简介  50-52
  4.2 斜拉索的疲劳性能  52-55
  4.3 疲劳载荷谱的获取  55-63
  4.4 部分斜拉桥拉索安全寿命预测实例  63-66
  4.5 本章小结  66-68
5 索塔锚固位置拉索抗滑移分析  68-90
  5.1 拉索抗滑移分析的 ANSYS 模型  68-71
  5.2 拉索抗滑移分析结果  71-75
  5.3 拉索滑移的影响因素  75-86
  5.4 索塔锚固位置拉索抗滑移的工程措施  86-90
6 结论与展望  90-92
  6.1 结论  90-91
  6.2 展望  91-92
致谢  92-93
参考文献  93-95

部分斜拉桥拉索车载疲劳研究及索塔锚固分析

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