三跨空间索面自锚式悬索桥施工关键技术研究

发布时间：2017-10-26 19:24

  本文关键词：三跨空间索面自锚式悬索桥施工关键技术研究

  更多相关文章： 自锚式悬索桥 有限元 成桥线形 无应力索长 体系转换

【摘要】：自锚式悬索桥是在传统的地锚式悬索桥的基础上发展而来的,是一种比较新式的桥型,以其轻盈的外型及独特的受力形式出现在人们的视野中。随着西方列国的桥梁技术日新月异,自锚式悬索桥得到了非常快速的发展。与西方发达国家相比起来,我国在自锚式悬索桥的领域研究经验尚浅,对于该桥型的研究成果也比较少。因此,本论文以松原市天河大桥北汊桥(双塔三跨空间索面自锚式悬索桥)作为实桥工程背景,对主缆成桥线形的相关问题、主缆的空缆状态以及体系转换的过程进行了研究。本论文主要的研究内容如下:一、通过阅读大量的关于海内外自锚式悬索桥的相关研究文献以及研究资料,本论文概括了海内外自锚式悬索桥的发展情况以及研究现状;然后介绍了自锚式悬索桥的桥型结构、主要组成构件、桥型特点以及优势和不足;最后简单叙述了悬索桥的理论分析方法以及计算理论,包括在竖直、水平和偏心力作用下的静力分析方法、主缆线形的计算理论等。二、本论文以节线法为理论基础,利用MIDAS/CIVIL软件建立有限元分析模型对松原市天河大桥北汊桥的主缆成桥线形进行了分析,从而得到了主缆的成桥线形坐标、主缆无应力索长以及吊索无应力索长,紧接着对索鞍处包裹鞍槽的无应力索长进行了修正,从而得到了松原市天河大桥北汊桥的主缆下料长度。根据主缆无应力索长不变的原则,通过MIDAS/CIVIL软件对主缆成桥线形进行倒拆分析得到了主缆的空缆线形,即主缆的初始架设线形。最后计算出了索鞍预偏量,为体系转换过程中索鞍的顶推提供了数据基础。三、最后本论文研究分析了松原市天河大桥北汊桥的体系转换过程。体系转换作为自锚式悬索桥的施工关键技术,通过对吊索进行张拉的过程,加劲梁与临时支墩逐渐分离,由此加劲梁产生的荷载由主缆来承担,使连续梁体系转变成悬索桥体系。然后根据张拉顺序以及张拉索力控制不同,本论文一共拟定了四种吊索张拉方案。最后,通过分析对比四种方案的施工阶段,并比较各方案的成桥状态以及体系转换过程中的控制因素,最终选择了最合理且经济的吊索张拉方案。
【关键词】：自锚式悬索桥 有限元 成桥线形 无应力索长 体系转换
【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】：U445.4;U448.25
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题背景10
• 1.2 国内外自锚式悬索桥的发展情况10-13
• 1.2.1 国外自锚式悬索桥的发展情况10-11
• 1.2.2 国内自锚式悬索桥的发展情况11-12
• 1.2.3 悬索桥发展的主要结构形式12-13
• 1.3 自锚式悬索桥概述13-15
• 1.3.1 自锚式悬索桥概念及主要结构组成13-14
• 1.3.2 自锚式悬索桥的特点14
• 1.3.3 自锚式悬索桥的优缺点14-15
• 1.4 研究思路与方法15-16
• 1.4.1 研究思路15
• 1.4.2 研究方法15-16
• 1.5 主要研究内容16-18
• 第二章 自锚式悬索桥分析理论及计算方法18-32
• 2.1 自锚式悬索桥的静力分析方法18-19
• 2.1.1 竖直力作用下的分析方法18
• 2.1.2 水平力作用下的分析方法18-19
• 2.1.3 偏心力作用下的分析方法19
• 2.2 悬索桥计算理论19-24
• 2.2.1 弹性理论20-21
• 2.2.2 挠度理论21-22
• 2.2.3 有限位移理论及空间分析22-24
• 2.3 主缆线形分析计算理论24-32
• 2.3.1 基本平衡微分方程24-25
• 2.3.2 抛物线法25-27
• 2.3.3 分段悬链线法27-29
• 2.3.4 主索鞍、散索鞍处主缆长度的修正29-32
• 第三章 自锚式悬索桥主缆线形分析计算32-54
• 3.1 主缆线形分析概述32-33
• 3.1.1 主缆线形分析中的三种状态32-33
• 3.1.2 主缆成桥计算已知条件33
• 3.2 节线法33-35
• 3.2.1 竖直平面内的分析33-35
• 3.2.2 水平面内的分析35
• 3.3 工程背景35-39
• 3.3.1 工程概况35
• 3.3.2 主要技术标准35-36
• 3.3.3 主桥布置及主要结构构造36-38
• 3.3.4 结构材料及力学特性38
• 3.3.5 荷载38-39
• 3.4 建立天河大桥北汊桥的有限元模型39-40
• 3.4.1 结构的模拟39
• 3.4.2 边界条件39
• 3.4.3 有限元模型分析步骤39-40
• 3.5 主缆成桥坐标计算40-42
• 3.6 主缆无应力索长计算42-45
• 3.7 吊索无应力长度计算45-50
• 3.8 空缆线形计算50-52
• 3.9 索鞍预偏量计算52-53
• 3.10 本章小结53-54
• 第四章 吊索张拉方案对比分析54-86
• 4.1 吊索张拉概述54-57
• 4.1.1 影响吊索张拉的非线性因素55
• 4.1.2 自锚式悬索桥吊索张拉分析的主要控制内容55-56
• 4.1.3 吊索张拉方法56-57
• 4.2 吊索张拉方案拟定57-70
• 4.3 各吊索张拉方案成桥状态与设计值对比分析70-82
• 4.3.1 塔底反力对比70
• 4.3.2 主缆内力及线形比较70-74
• 4.3.3 吊索内力对比74-77
• 4.3.4 主缆索单元内力的对比77-80
• 4.3.5 主梁成桥线形对比80-82
• 4.4 吊索张拉方案比选82-83
• 4.5 本章小结83-86
• 第五章 结论与展望86-88
• 5.1 结论86-87
• 5.2 展望87-88
• 致谢88-90
• 参考文献90-92
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果92

【参考文献】

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本文编号：1100108