悬索桥主缆拉力作用下重力锚稳定性研究

发布时间：2017-06-18 20:15

  本文关键词：悬索桥主缆拉力作用下重力锚稳定性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：悬索桥的特点是构造简单,受力明确,而且具有跨径越大单位材料耗费越少的优点。因此,国内外已建或者在建的跨度较大的桥梁多数都是悬索桥。正是由于悬索桥跨度相对较大,作为悬索桥基础的重力锚对桥梁的稳定性以及正常运营具有非常重要的作用。重力锚在主缆拉力和自重作用下会产生水平位移、竖向沉降,同时在其自重作用下会对地基产生非常大的应力,这些位移和地基应力都会影响到重力锚的稳定性。本文以丽香高速公路虎跳峡特大桥为依托在丽江岸锚碇区平硐内进行现场载荷试验和直接剪切试验,然后根据试验结果并利用静力学理论和有限元软件对重力锚的稳定性展开分析,本文的主要研究工作有:(1)根据平板载荷试验和直接剪切试验规程,在重力锚锚碇区地基上进行现场试验,并采集锚碇区岩体试样进行室内试验,然后将室内外试验结果进行对比分析,得出锚碇区岩体的基本物理参数以及地基承载力的大小。(2)结合室内外试验结果和重力锚的设计资料,通过静力学的方法计算重力锚在主缆拉力作用下的抗滑动稳定性系数,抗倾覆稳定性系数以及基底应力的大小,并与规范要求的稳定性系数和地基承载力进行对比,由对比结果可知静力学分析时重力锚在主缆拉力作用下满足稳定性的要求。(3)运用有限元软件建立锚碇区重力锚模型,计算重力锚在主缆拉力作用下的水平位移,竖向沉降以及地基应力的大小。将有限元软件计算所得的结果与公路悬索桥设计规范进行对比,分析可知重力锚的位移以及地基应力均满足规范的要求。(4)分别对影响重力锚稳定性的岩体参数如:弹性模量、粘聚力、内摩擦角、泊松比和密度以及主缆拉力的大小、重力锚基础与地基之间的粘聚力进行有限元分析,运用灵敏度分析的方法对比重力锚稳定性对各个影响因素的灵敏度,为合理选择锚碇区的位置以及主缆拉力的设计和验算提供了理论依据和工程建议。
【关键词】：悬索桥 重力锚 平硐试验 静力分析 数值模拟 灵敏度分析
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.25
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 重力锚研究现状11-16
• 1.2.1 重力锚的结构发展现状11-12
• 1.2.2 重力锚的锚固系统发展现状12-13
• 1.2.3 重力锚稳定性研究现状13-16
• 1.3 本文主要研究内容与技术路线16-19
• 1.3.1 主要研究内容16-18
• 1.3.2 技术路线18-19
• 第二章 重力锚锚碇区工程概况及岩体力学试验19-40
• 2.1 依托工程基本概况19-23
• 2.1.1 地质地形概况20-22
• 2.1.2 锚碇设计概况22-23
• 2.2 现场岩体力学试验23-34
• 2.2.1 岩体载荷试验24-27
• 2.2.2 直接剪切实验27-32
• 2.2.3 试验结果分析32-34
• 2.3 岩石室内试验34-36
• 2.4 丽江岸重力锚锚碇区岩体质量评价36-38
• 2.5 小结38-40
• 第三章 重力锚结构静力学分析40-50
• 3.1 设计资料40-41
• 3.2 重力锚受力简化模型41-42
• 3.3 重力锚整体稳定性验算42-49
• 3.3.1 重力锚抗滑动稳定性分析42-44
• 3.3.2 重力锚抗倾覆稳定性分析44-45
• 3.3.3 重力锚基础下地基承载力分析45-46
• 3.3.4 重力锚整体计算46-49
• 3.4 小结49-50
• 第四章 基于有限元软件的重力锚结构分析50-61
• 4.1 有限元法基本理论50-54
• 4.1.1 锚碇、岩体材料本构模型50-52
• 4.1.2 有限元软件中接触面的设置及其力学模型52-53
• 4.1.3 初始地应力平衡53-54
• 4.2 重力锚锚碇模型54-58
• 4.2.1 模型建立及材料参数54-55
• 4.2.2 重力锚与岩体接触面设置及网格划分55-56
• 4.2.3 荷载及边界条件施加56-57
• 4.2.4 分析步的建立及初始地应力平衡57-58
• 4.3 计算结果分析58-59
• 4.3.1 应力结果分析58
• 4.3.2 位移结果分析58-59
• 4.4 小结59-61
• 第五章 重力锚稳定性的影响因素及灵敏度分析61-79
• 5.1 灵敏度分析理论简介61-62
• 5.2 岩体参数影响62-72
• 5.2.1 岩体弹性模量影响62-64
• 5.2.2 岩体粘聚力影响64-66
• 5.2.3 内摩擦角影响66-68
• 5.2.4 泊松比的影响68-70
• 5.2.5 岩体密度的影响70-72
• 5.3 主缆拉力作用影响72-75
• 5.4 锚碇与岩体接触面的粘聚力的影响75-78
• 5.5 小结78-79
• 结论和建议79-81
• 结论79-80
• 建议80-81
• 参考文献81-84
• 攻读学位期间取得的研究成果84-85
• 致谢85

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 山传龙;王建华;;软土中张紧式吸力锚的破坏模式研究[J];低温建筑技术;2012年05期

2 刘俊滨;李玉峰;刘金铎;;吸力锚技术的应用现状及前景[J];中国水利;2007年22期

3 王丽勤;庞然;高杰;;粘土中倾斜荷载作用下深水吸力锚的极限承载力计算研究[J];中国海上油气;2012年03期

4 冯倩;孙克俐;;法向承力锚安装过程的动力研究[J];华北水利水电学院学报;2013年03期

5 程光明;段梦兰;郭磊;曾霞光;张新虎;王飞;;吸力锚负压沉贯渗流场有限元分析[J];石油矿场机械;2014年01期

6 崔n，

本文编号：460742