设风缆人行悬索桥合理成桥状态分析方法研究

发布时间：2021-05-25 20:04

　　人行悬索桥以其跨越能力大、桥型美观、架设方便等优点被大量采用,但其桥面宽度窄,加劲梁宽跨比和高跨比都比公路悬索桥小,为了提高桥梁刚度,增强结构抗风稳定性,需设置初始预紧力较大的风缆,这使该种桥型合理成桥状态的确定比传统悬索桥更为复杂;同时风缆倾角、矢跨比、张拉内力的不同对桥梁整体的影响也不尽相同。针对设风缆的人行悬索桥设计时的以上问题,本文以张家口森林公园人行悬索桥为背景做以下研究:（1）阐述了缆索索力及线形计算的抛物线理论和悬链线理论,介绍了分段悬链线理论数值计算的有效方法,并通过MATLAB编程实现悬索桥主缆线形和内力计算。（2）阐述了计算主缆线形和内力的非线性有限元法,采用该法能够实现给定容许误差后自动迭代计算,并收敛于主缆实际线形,其优点是不需手动迭代,思路清晰,计算精度高,本法用于工程实例中主缆线形计算是十分便捷有效的方法;提出以总无应力长度作为控制参数计算空间缆索线形的方法,该法设计时只需指定风缆两锚固点坐标和总无应力长度,迭代计算中需引入控制系数保证风缆总无应力长度不变,其优点是避免了指定风缆线形收敛于某指定点带来收敛性差的问题,迭代次数少,收敛精度高,能够通过非线性有限... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 悬索桥发展概述
    1.2 人行悬索桥概述
        1.2.1 人行悬索桥发展
        1.2.2 人行悬索桥结构特点与问题
        1.2.3 人行悬索桥研究现状
    1.3 本文研究背景和意义
    1.4 本文研究主要内容
2 悬索桥计算理论
    2.1 悬索桥静力计算理论
        2.1.1 弹性理论
        2.1.2 挠度理论
        2.1.3 有限位移理论
        2.1.4 悬索桥在横向荷载下计算理论
    2.2 悬索桥动力计算理论
        2.2.1 古典解析方法
        2.2.2 近似方法和经验公式
        2.2.3 数值方法
3 缆索计算解析解
    3.1 索段的解析解
        3.1.1 抛物线理论
        3.1.2 悬链线理论
    3.2 悬链线理论数值求解
        3.2.1 单索段悬链线
        3.2.2 分段悬链线
    3.3 本章小结
4 工程概况及有限元模型
    4.1 工程背景
    4.2 桥梁结构概况
    4.3 有限元模型概况
5 人行悬索桥合理成桥状态研究
    5.1 悬索计算的非线性有限元法
    5.2 主缆的迭代计算
        5.2.1 主缆迭代计算方法
        5.2.2 主缆迭代简单算例
        5.2.3 平面悬索桥计算
        5.2.4 主缆迭代工程算例
    5.3 风缆的迭代计算
        5.3.1 风缆迭代计算方法
        5.3.2 风缆简单算例
        5.3.3 初始值和修正方法
    5.4 设风缆悬索桥合理成桥状态的分步迭代算法
        5.4.1 分步迭代算法流程
        5.4.2 张家口森林公园人行悬索桥计算
    5.5 本章小结
6 风缆设置对人行悬索桥静动力性能影响的研究
    6.1 设置风缆的影响
        6.1.1 不设风缆
        6.1.2 设置风缆
    6.2 风缆设置对桥梁静动力性能影响
        6.2.1 风缆倾角的影响
        6.2.2 风缆矢跨比的影响
        6.2.3 风缆张拉力的影响
    6.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]张家界大峡谷异型玻璃悬索桥设计关键技术[J]. 万田保.  桥梁建设. 2017(01)
[2]张家界大峡谷玻璃桥主缆施工过程高程控制分析[J]. 李飞,高璞,马亮,周俊龙.  施工技术. 2016(14)
[3]人行索桥合理结构形式研究[J]. 马蕾,胡隽,何志勇.  世界桥梁. 2012(03)
[4]空间主缆自锚式悬索桥成桥状态的确定方法[J]. 李传习,柯红军,刘海波,夏桂云.  工程力学. 2010(05)
[5]抗风缆对大跨悬索桥颤振控制的有效性研究[J]. 魏志刚,葛耀君,杨詠昕.  同济大学学报(自然科学版). 2008(12)
[6]自锚式悬索桥施工控制中的力学特性[J]. 檀永刚,张哲,严伟飞.  公路交通科技. 2006(06)
[7]四种不同形式的弹性悬索静力解答[J]. 魏建东,刘忠玉.  空间结构. 2005(02)
[8]基于精确解析解的索单元[J]. 罗喜恒,肖汝诚,项海帆.  同济大学学报(自然科学版). 2005(04)
[9]悬索桥成桥主缆线形计算的分段悬链线法[J]. 唐茂林,强士中,沈锐利.  铁道学报. 2003(01)
[10]大跨度悬索桥丝股架设线形计算的精确方法[J]. 唐茂林,沈锐利,强士中.  西南交通大学学报. 2001(03)

博士论文
[1]大跨加劲梁人行悬索桥风致稳定性研究[D]. 管青海.长安大学 2016
[2]自锚式吊拉组合桥非线性计算程序开发[D]. 张征.大连理工大学 2010
[3]大跨径悬索桥施工监控中若干问题的研究[D]. 何为.浙江大学 2006
[4]自锚式悬索桥非线性分析与试验研究[D]. 邱文亮.大连理工大学 2004
[5]大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发[D]. 唐茂林.西南交通大学 2003
[6]大跨索桁桥初步设计研究[D]. 赵长军.浙江大学 2002

硕士论文
[1]大跨度人行悬索桥抗风稳定性研究[D]. 谢理文.湖南大学 2014
[2]山区人行悬索桥初步设计研究[D]. 周玉龙.浙江大学 2010
[3]人行悬索桥参数分析与优化设计[D]. 周青松.浙江大学 2010



本文编号：3205929