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自锚式独塔悬索桥结构参数研究

作　者: 陈杰超
导　师: 宁晓骏
学　校: 昆明理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 自锚式独塔悬索桥 结构参数 静力特性 动力特性 约束体系
分类号: U448.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 32次
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内容摘要


自锚式独塔悬索桥以其优美的线型、新颖的外观以及选址灵活等特点而越来越受到青睐。为了确保自锚式独塔悬索桥成桥运营期间的安全,使得自锚式独塔悬索桥结构的设计更加经济合理,本文结合工程实际,研究了自锚式独塔悬索桥部分结构参数变化对结构静力特性和动力特性的影响。具体工作如下：(1)基于有限位移理论,针对自锚式独塔悬索桥的受力特点,全面考虑几何非线性因素对自锚式悬索桥的影响,对一座跨度39.64m+5×40m+30m+350m+30m+29.60m的自锚式独塔悬索桥进行了详细分析。通过改变自锚式独塔悬索桥的主缆矢跨比、加劲梁拱度、加劲梁刚度和主缆抗拉刚度,来研究了参数变化对结构静力力学性能的影响。(2)基于有限元理论,建立自锚式独塔悬索桥的空间动力模型,通过改变其桥面的恒载集度,加劲梁刚度,索塔刚度等参数,对其自振特性进行分析。(3)在有限元模型基础上,对自锚式独塔悬索桥的各种不同结构约束体系进行静力和动力计算,对比分析了约束对桥梁结构的影响。(4)从抗震设计角度对自锚式独塔悬索桥的结构约束体系进行对比分析。着重对一种比较适合大跨度悬索桥的抗震结构体系,即塔、、梁弹性约束体系进行了分析研究,研究了弹性约束刚度的取值的不同对桥梁结构的影响。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 引言  9
  1.2 自锚式悬索桥的发展  9-15
    1.2.1 国外的自锚式悬索桥  11-13
    1.2.2 我国自锚式悬索桥的发展  13-15
  1.3 本文的主要工作  15-17
第二章 自锚式独塔悬索桥的结构特点和分析理论  17-38
  2.1 自锚式独塔悬索桥的结构形式和受力特点  17-19
    2.1.1 自锚式独塔悬索桥的结构形式  18
    2.1.2 自锚式独塔悬索桥的受力特点  18-19
  2.2 自锚式独塔悬索桥静力分析理论  19-24
    2.2.1 弹性理论  20-22
    2.2.2 挠度理论  22-24
    2.2.3 有限位移理论  24
  2.3 自锚式独塔悬索桥动力分析理论  24-27
  2.4 自锚式独塔悬索桥非线性有限元分析方法  27-34
    2.4.1 自锚式悬索桥分析的非线性影响  27-28
    2.4.2 自锚式独塔悬索桥几何非线性分析方法  28-34
  2.5 非线性有限元问题的解法  34-38
    2.5.1 荷载增量法  34-35
    2.5.2 迭代法  35-36
    2.5.3 混合法  36
    2.5.4 带动坐标的迭代法  36-38
第三章 自锚式独塔悬索桥结构参数变化对静力特性的影响  38-48
  3.1 引言  38
  3.2 自锚式独塔悬索桥静力分析理论  38
  3.3 佛山平胜大桥及有限元模型  38-41
    3.3.1 佛山平胜大桥  38-41
    3.3.2 有限元模型的建立  41
  3.4 自锚式独塔悬索桥的静力特性分析  41-46
    3.4.1 主缆矢跨比的影响  41-43
    3.4.2 加劲梁预拱度的影响  43-44
    3.4.3 加劲梁轴向刚度的影响  44-45
    3.4.4 加劲梁竖向刚度的影响  45
    3.4.5 主缆抗拉刚度的影响  45-46
  3.5 小结  46-48
第四章 自锚式独塔悬索桥结构参数变化对结构动力特性的影响  48-58
  4.1 引言  48
  4.2 自锚式独塔悬索桥动力特性基本分析  48-52
    4.2.1 计算模型及主要假定  48-49
    4.2.2 工程实例及有限元模型  49-50
    4.2.3 平胜大桥的主要频率和振型  50-52
    4.2.4 自振特性分析  52
  4.3 结构参数变化对自锚式独塔悬索桥动力特性影响研究  52-56
    4.3.1 恒载变化对动力特性的影响  52-53
    4.3.2 加劲梁刚度变化对动力特性的影响  53-55
    4.3.3 索塔刚度变化对动力特性的影响  55-56
  4.4 小结  56-58
第五章 自锚式独塔悬索桥不同结构约束体系的研究  58-68
  5.1 引言  58
  5.2 悬索桥主要结构体系和特点  58-59
    5.2.1 漂浮体系或半漂浮体系  58-59
    5.2.2 塔、梁固结体系  59
    5.2.3 塔、梁弹性约束体系  59
  5.3 工程实例以及有限元模型  59-60
    5.3.1 工程实例  59
    5.3.2 有限元模型  59-60
  5.4 自锚式独塔悬索桥不同结构体系下静力特性分析  60-63
    5.4.1 制动力作用在不同结构体系中的分析  60-61
    5.4.2 温度荷载作用在不同结构体系中的分析  61-62
    5.4.3 活载作用在不同结构体系中的分析  62-63
  5.5 自锚式独塔悬索桥不同结构体系下动力特性分析  63
  5.6 塔、梁弹性约束体系  63-67
    5.6.1 塔、梁弹性约束体系抗震性能分析  64-65
    5.6.2 塔、梁弹性约束体系反应谱分析  65-67
    5.6.3 弹性约束刚度对自锚式独塔悬索桥的影响  67
  5.7 小结  67-68
第六章 结论与展望  68-70
  6.1 结论  68-69
  6.2 进一步工作展望  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
附录 (攻读硕士学位期间发表论文目录)  74

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按结构分 > 悬索桥
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