三塔自锚式悬索桥结构性能分析

发布时间：2020-03-18 20:31

【摘要】：随着时代的发展,桥梁美学备受重视,自锚式悬索桥以其柔顺的线条、优美的外观、良好的经济性和对地形地质状态的适应性,逐渐得到桥梁工程师的青睐。自锚式悬索桥主缆锚固在加劲梁两端,其受力特性与地锚式悬索桥有极大的差别,而我国自锚式悬索桥发展较晚,尤其对多塔自锚式悬索桥的理论研究还不够深入,工程建设也相对较少。本论文以一座在建的三塔自锚式悬索桥为工程背景,利用Midas-civil有限元软件建立全桥分析模型,对三塔自锚式悬索桥结构性能进行分析研究,主要研究内容如下:概述了自锚式悬索桥的结构特点及优缺点,阐述了国内外自锚式悬索桥的发展历程,列举了国内外已建成或在建的自锚式悬索桥实例,对悬索桥计算理论和分析方法做了详细介绍。结合工程实例,建立自锚式悬索桥有限元模型,通过对主缆线形、主缆无应力索长、吊索无应力索长、成桥吊索力等参数分析,确定悬索桥有限元模型合理成桥状态,经计算与设计值误差较小,符合结构安全需求。对施工及成桥状态下桥塔受力特性进行分析,建立Abaqus实体有限元模型,给出了桥塔改进措施;对于吊索张拉过程,通过对吊索力、桥塔受力、主梁受力、主缆线形和主缆受力进行详细分析,表明吊索张拉过程中结构受力安全,满足规范及结构安全需求。对于成桥状态,通过对主缆、吊索和加劲梁受力分析,在恒载和活载作用下,该桥受力性能较为理想,安全储备充分,满足安全要求。对于三塔自锚式悬索桥,对结构关键设计参数中塔纵向抗弯刚度进行结构受力性能分析,得到了中塔刚度对桥梁结构受力的影响规律,给出了中塔刚度的合理取值范围;通过对加劲梁不同纵向和竖向约束方式对比分析,研究了不同支承方式对加劲梁、桥塔和主缆受力性能的影响。研究表明:对于多塔自锚式悬索桥在中塔处设置加劲梁竖向支承,纵桥向设置纵向限位装置,如弹性索、阻尼器等方式对结构整体受力性能比较有利,并针对本桥给出了弹性索装置合理刚度范围。
【图文】：

图 1.2 日本此花大桥 图 1.3 韩国永宗大桥2000 年，世界上第一座公铁两用桥自锚式悬索桥 韩国永宗大桥[34]建设完成。永宗大桥主跨 300m，上层桥面系采用钢箱形式，下层采用桁架形式，主缆采用三维空间曲线吊索体系，矢跨比为 1/5，，永宗大桥为公铁两用自锚式悬索桥开创了先河。2013 年，美国旧金山 奥克兰海湾大桥[35]建成通车，主跨 385m，桥塔高 160m，由四根塔柱组成，成为当今世界跨径最大的单塔自锚式悬索桥，奥克兰海湾大桥的建成标志着自锚式悬索桥建设高潮的到来。

图 1.2 日本此花大桥 图 1.3 韩国永宗大桥2000 年，世界上第一座公铁两用桥自锚式悬索桥 韩国永宗大桥[34]建设完成。永宗大桥主跨 300m，上层桥面系采用钢箱形式，下层采用桁架形式，主缆采用三维空间曲线吊索体系，矢跨比为 1/5，永宗大桥为公铁两用自锚式悬索桥开创了先河。2013 年，美国旧金山 奥克兰海湾大桥[35]建成通车，主跨 385m，桥塔高 160m，由四根塔柱组成，成为当今世界跨径最大的单塔自锚式悬索桥，奥克兰海湾大桥的建成标志着自锚式悬索桥建设高潮的到来。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U448.25

【参考文献】

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本文编号：2589154