某自锚式悬索桥结构力学特性分析与施工监测
发布时间：2021-10-20 07:59
随着国家经济的飞速发展和基础建设的不断完善,对公路及跨河桥梁的跨径及美观方面的要求越来越高。而自锚式悬索桥作为一种复杂的桥梁结构体系,在施工及运营过程存在诸多不确定因素,这些因素影响着桥梁的建设和安全运营。本文以沈阳东塔悬索桥为研究对象,采用理论分析、有限元模拟和现场监测相结合的方法,对悬索桥施工过程的静动力特性进行研究,主要内容如下:（1）开展自锚式悬索桥相关理论研究,分析了悬索桥静力计算理论、分项振动理论和移动荷载三角形分析模型的原理和适用条件。（2）以沈阳市东塔悬索桥为研究对象建立有限元模型,从裸塔阶段开始一直到运营阶段分为五组荷载工况,通过有限元软件对各工况悬索桥的主要结构的静力性能进行模拟,获得各种工况下结构及构件的内力值,并进行对比分析。（3）对悬索桥的移动荷载时程进行分析,分别取跨中1/4和跨中1/2两个测点,研究桥面挠度、加速度和弯矩的变化规律。研究结果表明弯矩和挠度受荷载速度影响较小,加速度受速度影响较大。弯矩和挠度受荷载速度影响呈线形变化,加速度呈非线性变化。（4）在有限元软件中通过改变悬索桥主要结构的刚度系数设定来分析刚度对悬索桥振动特性的影响,研究结果表明悬索桥...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车辆荷载近似三角形分析模型
15第3章悬索桥整体结构静力分析3.1工程概况（1）桥梁工程概况本项目位于沈阳市区东南部，浑河城市段上游，王家湾桥下游2000m，长青桥上游3000m，工程北起沈水东路，南至浑南祝科街，全长1460m，具体位置如图1.1所示。其中北引道长320m，南引道长340m，中部跨浑河桥总长度800m。主桥跨径布置为40+90+220+90+40=480m，北引桥跨径布置为3×40=120m，跨越北岸滩地滨水路。南引桥跨径布置为5×40=200m，跨越河堤坝上路、南堤坝上路和南堤东路。桥梁宽度在主桥有索区为43.3m，在主桥无索区及引桥均为40m。桥梁位置示意图如图3.1所示。图3.1桥梁位置示意图Fig.3.1Bridgelocationdiagram（2）工程地质沈阳地区位于阴山东西向复杂构造带的东延部分，为新华夏第二隆起带与第二沉降带交接地带。沈阳地区以平原为主，地势平坦，平均海拔高度50米左右，山地丘陵集中在东北、东南部，属于辽东丘陵的延伸部分，地势由东向西缓缓倾斜。工程拟建场地位于沈阳市王家湾桥下游2000m左右，场地地形平坦，地貌单元属河流冲积阶地。根据现场钻探揭露、原位测试及室内试验成果综合分析，场地各地层自上而下分别描述如下：①杂填土：主要由沥青路面、碎石及黏性土组成。该层分布基本连续。层厚1.2-8.0m，层底高程32.12-42.44m②粗砂：黄褐色，稍密，稍湿，石英-长石质，棱角形，混粒结构，级配不良，含少沈阳工业大学硕士学位论文
沈阳工业大学硕士学位论文16量黏性土及砾砂。该层分布基本连续。层厚0.9-5.3mm，层底高程34.11-40.22m。③圆砾：由结晶岩组成，稍密，很湿，亚圆形，颗粒坚硬，一般粒径2-20mm，最大粒径60mm，充填约30%混粒砂，局部含粉质黏土夹薄层。该层分布基本连续。层厚2.3-11.7m，层底高程27.32-36.54m。④粗砂：黄褐色，中密，饱和，石英-长石质，棱角形，均粒结构，级配不良，含少量圆砾，局部含粉质黏土夹薄层。该层分布基本连续。层厚2.2-8.5m，层底高程21.12-33.89m。⑤砾砂：黄褐色，中密-密实，很湿，局部饱和，石英-长石质，棱角形，混粒结构，级配良好，局部含粉质黏土夹薄层。该层分布连续。层厚1.9-19.2m，层底高程6.39-27.55m。⑥粗砂：黄褐色，密实，饱和，石英-长石质，棱角形，混粒结构，级配不良，含少量圆砾，局部含粉质黏土夹薄层。该层分布连续。层厚1.7-11.0m，层底高程1.89-12.45m。⑦砾砂：黄褐色，密实，饱和，石英-长石质，棱角形，混粒结构，级配良好，含少量圆砾，局部含粉质黏土夹薄层。该层分布连续。层厚3.7-16.2m，层底高程-4.99-5.05m。⑧含黏土圆砾：由结晶岩组成，中密，饱和，亚圆形，颗粒坚硬，一般粒径2-20mm，最大粒径70mm，充填35%黏性土及混粒砂，砾石部分已风化，手掰易碎。该层分布连续，勘探深度内未穿透该层。（3）桥梁横断面布置主桥部分宽度为43.3m，其布置形式为3m（非机动车道）+1.3m（索区）+2.35m（非机动车道）+30m（车行道）+2.35m（非机动车道）+1.3m（索区）+3m（非机动车道）=43.3m。引桥及引道部分宽为40m，其布置形式为5m（非机动车道）+30（车行道）+5m（非机动车道）=40m。桥梁横断面如图3.2所示。图3.2桥梁效果示意图Fig.3.2Bridgeeffectdiagram
【参考文献】：
期刊论文
[1]自锚式悬索桥发展现状与施工技术创新[J]. 段向虎. 铁道建筑. 2018(11)
[2]整体式桥梁力学性能的关键参数分析[J]. 王先前,郭晓燕,严国齐. 铁道科学与工程学报. 2018(09)
[3]中国筑路机械学术研究综述·2018[J]. 马建,孙守增,芮海田,王磊,马勇,张伟伟,张维,刘辉,陈红燕,刘佼,董强柱. 中国公路学报. 2018(06)
[4]粘滞流体阻尼器在大跨度悬索桥中的减震性能研究[J]. 李世军. 居舍. 2018(06)
[5]某钢箱梁悬索桥结构设计与分析[J]. 李荣. 西部交通科技. 2017(11)
[6]悬索桥计算理论发展及其分析[J]. 王晓倩,曾诗琪,冯彩霞. 工程与建设. 2017(05)
[7]基于车桥耦合钢管混凝土拱桥车辆的冲击系数[J]. 陈水生,孙百传. 南昌大学学报(工科版). 2017(01)
[8]阻尼器支架刚度对悬索桥吊索减振效果影响的数值研究[J]. 李寿英,王世峰,陈政清. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(01)
[9]多塔连跨悬索桥横桥向等效风荷载[J]. 程嘉稀,马如进. 上海公路. 2016(02)
[10]三线合一钢箱桁悬索桥颤振性能风洞试验研究[J]. 徐昕宇,李永乐,魏恩来,向活跃. 桥梁建设. 2014(06)
博士论文
[1]钢筋混凝土梁受剪承载力及其可靠度研究[D]. 袁健.湖南大学 2017
[2]在役钢—混凝土组合桥面系中承式吊杆拱桥健康监测关键技术研究[D]. 聂云靖.太原理工大学 2013
[3]大跨度悬索桥悬吊体系参数振动研究[D]. 李周.华南理工大学 2013
[4]钢—混凝土结合梁桥动力性能及损伤识别的理论分析与模型试验研究[D]. 侯忠明.北京交通大学 2013
[5]徐变对大跨度钢管混凝土拱桥静力及动力可靠性的影响研究[D]. 马伊硕.北京交通大学 2013
[6]合成桥面桁梁悬索桥静动力分析理论研究[D]. 彭旺虎.湖南大学 2013
[7]考虑土—结构相互作用的钢筋混凝土框架结构地震倒塌破坏仿真分析[D]. 袁景.辽宁工程技术大学 2013
[8]自锚式悬索桥混凝土收缩徐变效应研究[D]. 侯宁.长安大学 2011
[9]自锚式悬索桥静力可靠度研究[D]. 余晓琳.华南理工大学 2011
[10]基于精细化数值模拟的悬索桥施工阶段结构力学性能研究[D]. 曾森.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]独塔非对称自锚式悬索桥主缆矢跨比对结构受力性能影响研究[D]. 郑州.重庆交通大学 2018
[2]大跨公轨两用悬索桥静力及动力特性研究[D]. 张兴.贵州大学 2018
[3]独柱塔空间缆索自锚式悬索桥地震响应分析[D]. 暴亚鹏.南京理工大学 2018
[4]3500m跨径悬索桥方案设计及抗风稳定性分析[D]. 何源.西南交通大学 2016
[5]大跨径三塔自锚式悬索桥动力特性及地震响应分析[D]. 董培东.武汉理工大学 2016
[6]大跨度铁路悬索桥在列车制动过程中的结构行为分析[D]. 王江浩.西南交通大学 2016
[7]复杂索系悬索桥施工控制理论计算方法研究[D]. 刘斌.石家庄铁道大学 2014
[8]混凝土自锚式悬索桥静力性能研究[D]. 袁学伦.长安大学 2012
[9]大跨度悬索桥施工阶段动力特性及地震反应分析[D]. 李寅磊.长沙理工大学 2012
[10]大跨度悬索桥的参数研究与静动力分析[D]. 田芳.北京交通大学 2011
本文编号：3446543
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车辆荷载近似三角形分析模型
15第3章悬索桥整体结构静力分析3.1工程概况（1）桥梁工程概况本项目位于沈阳市区东南部，浑河城市段上游，王家湾桥下游2000m，长青桥上游3000m，工程北起沈水东路，南至浑南祝科街，全长1460m，具体位置如图1.1所示。其中北引道长320m，南引道长340m，中部跨浑河桥总长度800m。主桥跨径布置为40+90+220+90+40=480m，北引桥跨径布置为3×40=120m，跨越北岸滩地滨水路。南引桥跨径布置为5×40=200m，跨越河堤坝上路、南堤坝上路和南堤东路。桥梁宽度在主桥有索区为43.3m，在主桥无索区及引桥均为40m。桥梁位置示意图如图3.1所示。图3.1桥梁位置示意图Fig.3.1Bridgelocationdiagram（2）工程地质沈阳地区位于阴山东西向复杂构造带的东延部分，为新华夏第二隆起带与第二沉降带交接地带。沈阳地区以平原为主，地势平坦，平均海拔高度50米左右，山地丘陵集中在东北、东南部，属于辽东丘陵的延伸部分，地势由东向西缓缓倾斜。工程拟建场地位于沈阳市王家湾桥下游2000m左右，场地地形平坦，地貌单元属河流冲积阶地。根据现场钻探揭露、原位测试及室内试验成果综合分析，场地各地层自上而下分别描述如下：①杂填土：主要由沥青路面、碎石及黏性土组成。该层分布基本连续。层厚1.2-8.0m，层底高程32.12-42.44m②粗砂：黄褐色，稍密，稍湿，石英-长石质，棱角形，混粒结构，级配不良，含少沈阳工业大学硕士学位论文
沈阳工业大学硕士学位论文16量黏性土及砾砂。该层分布基本连续。层厚0.9-5.3mm，层底高程34.11-40.22m。③圆砾：由结晶岩组成，稍密，很湿，亚圆形，颗粒坚硬，一般粒径2-20mm，最大粒径60mm，充填约30%混粒砂，局部含粉质黏土夹薄层。该层分布基本连续。层厚2.3-11.7m，层底高程27.32-36.54m。④粗砂：黄褐色，中密，饱和，石英-长石质，棱角形，均粒结构，级配不良，含少量圆砾，局部含粉质黏土夹薄层。该层分布基本连续。层厚2.2-8.5m，层底高程21.12-33.89m。⑤砾砂：黄褐色，中密-密实，很湿，局部饱和，石英-长石质，棱角形，混粒结构，级配良好，局部含粉质黏土夹薄层。该层分布连续。层厚1.9-19.2m，层底高程6.39-27.55m。⑥粗砂：黄褐色，密实，饱和，石英-长石质，棱角形，混粒结构，级配不良，含少量圆砾，局部含粉质黏土夹薄层。该层分布连续。层厚1.7-11.0m，层底高程1.89-12.45m。⑦砾砂：黄褐色，密实，饱和，石英-长石质，棱角形，混粒结构，级配良好，含少量圆砾，局部含粉质黏土夹薄层。该层分布连续。层厚3.7-16.2m，层底高程-4.99-5.05m。⑧含黏土圆砾：由结晶岩组成，中密，饱和，亚圆形，颗粒坚硬，一般粒径2-20mm，最大粒径70mm，充填35%黏性土及混粒砂，砾石部分已风化，手掰易碎。该层分布连续，勘探深度内未穿透该层。（3）桥梁横断面布置主桥部分宽度为43.3m，其布置形式为3m（非机动车道）+1.3m（索区）+2.35m（非机动车道）+30m（车行道）+2.35m（非机动车道）+1.3m（索区）+3m（非机动车道）=43.3m。引桥及引道部分宽为40m，其布置形式为5m（非机动车道）+30（车行道）+5m（非机动车道）=40m。桥梁横断面如图3.2所示。图3.2桥梁效果示意图Fig.3.2Bridgeeffectdiagram
【参考文献】：
期刊论文
[1]自锚式悬索桥发展现状与施工技术创新[J]. 段向虎. 铁道建筑. 2018(11)
[2]整体式桥梁力学性能的关键参数分析[J]. 王先前,郭晓燕,严国齐. 铁道科学与工程学报. 2018(09)
[3]中国筑路机械学术研究综述·2018[J]. 马建,孙守增,芮海田,王磊,马勇,张伟伟,张维,刘辉,陈红燕,刘佼,董强柱. 中国公路学报. 2018(06)
[4]粘滞流体阻尼器在大跨度悬索桥中的减震性能研究[J]. 李世军. 居舍. 2018(06)
[5]某钢箱梁悬索桥结构设计与分析[J]. 李荣. 西部交通科技. 2017(11)
[6]悬索桥计算理论发展及其分析[J]. 王晓倩,曾诗琪,冯彩霞. 工程与建设. 2017(05)
[7]基于车桥耦合钢管混凝土拱桥车辆的冲击系数[J]. 陈水生,孙百传. 南昌大学学报(工科版). 2017(01)
[8]阻尼器支架刚度对悬索桥吊索减振效果影响的数值研究[J]. 李寿英,王世峰,陈政清. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(01)
[9]多塔连跨悬索桥横桥向等效风荷载[J]. 程嘉稀,马如进. 上海公路. 2016(02)
[10]三线合一钢箱桁悬索桥颤振性能风洞试验研究[J]. 徐昕宇,李永乐,魏恩来,向活跃. 桥梁建设. 2014(06)
博士论文
[1]钢筋混凝土梁受剪承载力及其可靠度研究[D]. 袁健.湖南大学 2017
[2]在役钢—混凝土组合桥面系中承式吊杆拱桥健康监测关键技术研究[D]. 聂云靖.太原理工大学 2013
[3]大跨度悬索桥悬吊体系参数振动研究[D]. 李周.华南理工大学 2013
[4]钢—混凝土结合梁桥动力性能及损伤识别的理论分析与模型试验研究[D]. 侯忠明.北京交通大学 2013
[5]徐变对大跨度钢管混凝土拱桥静力及动力可靠性的影响研究[D]. 马伊硕.北京交通大学 2013
[6]合成桥面桁梁悬索桥静动力分析理论研究[D]. 彭旺虎.湖南大学 2013
[7]考虑土—结构相互作用的钢筋混凝土框架结构地震倒塌破坏仿真分析[D]. 袁景.辽宁工程技术大学 2013
[8]自锚式悬索桥混凝土收缩徐变效应研究[D]. 侯宁.长安大学 2011
[9]自锚式悬索桥静力可靠度研究[D]. 余晓琳.华南理工大学 2011
[10]基于精细化数值模拟的悬索桥施工阶段结构力学性能研究[D]. 曾森.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]独塔非对称自锚式悬索桥主缆矢跨比对结构受力性能影响研究[D]. 郑州.重庆交通大学 2018
[2]大跨公轨两用悬索桥静力及动力特性研究[D]. 张兴.贵州大学 2018
[3]独柱塔空间缆索自锚式悬索桥地震响应分析[D]. 暴亚鹏.南京理工大学 2018
[4]3500m跨径悬索桥方案设计及抗风稳定性分析[D]. 何源.西南交通大学 2016
[5]大跨径三塔自锚式悬索桥动力特性及地震响应分析[D]. 董培东.武汉理工大学 2016
[6]大跨度铁路悬索桥在列车制动过程中的结构行为分析[D]. 王江浩.西南交通大学 2016
[7]复杂索系悬索桥施工控制理论计算方法研究[D]. 刘斌.石家庄铁道大学 2014
[8]混凝土自锚式悬索桥静力性能研究[D]. 袁学伦.长安大学 2012
[9]大跨度悬索桥施工阶段动力特性及地震反应分析[D]. 李寅磊.长沙理工大学 2012
[10]大跨度悬索桥的参数研究与静动力分析[D]. 田芳.北京交通大学 2011
本文编号：3446543
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