山区人行悬索桥力学特性分析

发布时间：2020-10-27 11:53

　　 在山区、城市以及景区将修建大量的人行悬索桥。人行悬索桥与大跨公路悬索桥相比,跨度小,所受荷载也有差别,研究山区人行悬索桥具有重大的意义。本文首先介绍了悬索桥的特点,简述了国内外发展,并介绍了人行悬索桥的现状和特点,指出了对人行悬索桥的研究意义;简述了悬索桥的计算理论以及发展过程,并简述了有限元法的应用;分析了静载作用下理想索力计算;然后利用动力学原理,推导了结构体系的动力学方程,并简要阐述了通过有限元求解结构频率和振型的方法。以田巴洮河人行悬索桥为研究背景,通过有限元分析软件MIDAS建立了空间有限元模型,分析了在自重作用、人群荷载作用、风荷载作用、自重与风荷载组合作用以及自重与人群荷载组合作用下的结构应力响应,得到了不同构件在不同荷载以及荷载组合下的内力、应力和位移等,并做了动力特性分析,求出了频率与振型,然后通过变换索塔约束方式、塔梁约束方式、纵梁截面尺寸、主缆截面尺寸等影响因素,研究了相关影响因素对结构静力性能和动力特性的影响。通过研究得出结论为此桥梁最可能产生的是竖向振动和桥面系的扭转振动,桥梁横向联系较强,在某些频率范围内相邻两个振型可能被同时激起;吊杆将主缆和桥面系连接的较好,能协调一致工作;行人通过时不会产生类共振现象,没有明显的不适感;索塔约束方式主要影响桥塔底部弯矩,采用固结-滑动的约束方式能有效减小桥塔底部弯矩值;塔梁约束方式采用两端固结并不是很好的约束方式,较好的约束方式是固结-铰接或固结-滑动的约束方式;总体来看纵梁截面尺寸对人行悬索桥的静力性能和动力特性影响不是特别明显,主缆截面尺寸对人行悬索桥动力特性的影响比较大,设计时可通过静力分析,动力特性分析寻求最佳的截面尺寸,以达到优化设计的目的。研究结论为人行悬索桥的设计选型、抗风抗震分析提供了一定的参考。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U448.25
【部分图文】：

山区人行悬索桥力学特性分析2010 年 5 月通车的福州鼓山大桥，结构为单塔自锚式，主跨长度 235m，属时最重被顶推梁，被顶推梁重达至 1417.5t；2013 年 11 月通车的黄河刘家峡主体结构为单跨双绞钢桁加劲梁式悬索桥，主跨长度为 536m，桥面净宽为，设计荷载等级属于公路一级，是西北跨度最大的悬索桥；2013 年、2014 年有马鞍山长江大桥、鹦鹉洲长江大桥（武汉）等大型悬索桥建成。4 人行悬索桥的现状及特点

4图 1.2 景区人行悬索桥人行悬索桥与大跨公路悬索桥相比，跨度要小，一般几十米到百米左右，桥度也小，一般在一米八左右，通常不设加劲梁，或加劲梁高度很小，所以有

山区人行悬索桥力学特性分析乏专业人员的技术指导，没有及时保养膳修，从而使使用寿命大大缩短，同下了安全隐患。以原址老吉昂桥为例，由于桥台混凝土已经严重老化，不能继续使用，桥面材扭曲变形严重，已经接近疲劳破毁的程度，不能再继续使用，所以只能在址下游修建了一座新吉昂桥。原址老吉昂桥具体情况为：(1)桥台基础损坏严重该桥修建于 1978 年，由于历经多年河水冲刷，使得左岸桥台基础已经产生了的不均匀沉陷，同时浆砌石基础出现有多处裂缝；右岸桥台的基础底部也被已经掏空，桥台多半基础已处于悬空的状态。桥塔混凝土也严重老化，其体石骨料已暴露。(2)主索钢丝绳报废
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本文编号：2858488