人行悬索桥结构动力特性研究

发布时间：2017-10-10 04:00

  本文关键词：人行悬索桥结构动力特性研究

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【摘要】：人行悬索桥设计原理主要借鉴于车行悬索桥,综合考虑因素相对较少,同样具备跨越能力大,外观造型美观等特点,同时又具有施工快速,经济性好,容易适应各种地形状况的优点。其在我国主要广泛建设于中西部山区以及众多旅游景区,主要原因是考虑经济性、施工难度大小及与周边环境的协调性,给当地居民与游客的通行带来极大方便。本文根据两座人行悬索桥的工程实例,通过有限元程序Midas建模计算分析。前期对该工程所在的两座桥进行建模分析计算,对设计进行复核,提出相关数据,整理出监控报告,中期在工程现场进行监控实施,掌握实际施工中每一步骤需要的参数数据,并在施工完成后进行相关数据测量,最终完成修建之后对桥梁线形与最初设计线形相对比较,总结出此类桥在施工及控制过程中应该注意的问题及相关措施。欲通过进一步对结构作动力分析,模拟行人过桥时桥梁的振动,验证结构振动响应及行人舒适度。由于迄今为止我国还没有针对人行悬索桥施工出版正式的规范,大部分修建的人行悬索桥一般都是桥梁工程师根据自身经验及共同探讨来架设,现阶段其主要的理论研究来源于车行悬索桥,施工过程中也是借鉴车行悬索桥施工方案来实施,人行悬索桥没有车辆带来的动力响应,桥面系没有了主梁因而迎风面远远小于车行悬索桥,但增加了人行移动荷载,即行人通过全桥时对结构产生的振动响应,行人过桥的舒适度,将是考虑的重点问题。介绍了各国家舒适度规范、建模基本资料及数据,模拟两种方式(单列行人及三列行人)的人行荷载,每一种人行荷载方式在横向及竖向施加力,通过行人达到桥面质点时间的不同来模拟行人移动荷载对结构的激励作用,分析了结构的自身振型及行人以不同步频通过全桥,得出结构的振动响应,根据各国规范判定舒适度。通过研究发现,在各种工况下结构产生的振动加速度非常小,横向位移及竖向位移均有可能产生产生较大位移,即可以考虑横向、竖向位移及扭转情况分别制定舒适度要求。进而研究了抑制结构过大位移,提高人行舒适度的措施,即通过设置不同形式的抗风缆来提高舒适度。
【关键词】：人行悬索桥 振动响应 舒适度
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441.3;U448.25
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 概述9
• 1.2 悬索桥的发展9-13
• 1.2.1 国外悬索桥9-12
• 1.2.2 国内悬索桥12-13
• 1.3 人行悬索桥的发展13-15
• 1.4 人行索桥振动控制研究15-16
• 1.5 我国人行悬索桥的应用现状16-17
• 1.6 本文选题依据17-18
• 1.7 本文研究的主要内容18-19
• 第二章 人行悬索桥的结构计算理论19-23
• 2.1 悬索桥弹性理论19
• 2.2 悬索桥挠度理论19-20
• 2.3 悬索桥有限位移理论20-21
• 2.4 悬索桥在横向荷载作用下的分析理论21
• 2.5 有限元概述21-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第三章 人行悬索桥行人舒适度及人行荷载23-28
• 3.1 各国行人舒适度评定23-24
• 3.2 行人激励荷载模拟及荷载作用24-27
• 3.2.1 人行走频率24
• 3.2.2 行人荷载特性24-25
• 3.2.3 行人荷载模式25-27
• 3.3 本章小结27-28
• 第四章 观音洞人行悬索桥结构动力特性分析28-63
• 4.1 工程概况28-30
• 4.2 结构分析30-32
• 4.2.1 分析的目的30-31
• 4.2.2 分析的主要内容31-32
• 4.3 人行悬索桥模型假定32-33
• 4.4 静风荷载33-34
• 4.5 1号人行悬索桥计算分析34-48
• 4.5.1 计算分析软件34
• 4.5.2 施工控制因素分析34
• 4.5.3 基本设计资料34-36
• 4.5.4 模型验算结果36-48
• 4.6 2号人行悬索桥计算分析48-61
• 4.6.1 基本设计资料48-49
• 4.6.2 模型验算结果49-61
• 4.7 本章小结61-63
• 第五章 人行悬索桥抗风缆63-71
• 5.1 不同抗风形式对人行悬索桥的作用63-65
• 5.1.1 调谐质量阻尼器63
• 5.1.2 抗风缆63-64
• 5.1.3 斜吊杆64-65
• 5.2 观音洞人行悬索桥加抗风缆时行人振动响应分析65-70
• 5.2.1 有抗风缆时结构静力分析65-66
• 5.2.2 有抗风缆时结构动力分析66-70
• 5.3 本章小结70-71
• 第六章 结论与展望71-73
• 6.1 结论71-72
• 6.2 展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-76
• 在学期间发表的论著及参与的工程实践项目76

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