大跨度双缆悬索桥结构体系及其受力特性研究

发布时间：2017-07-16 10:17

  本文关键词：大跨度双缆悬索桥结构体系及其受力特性研究

  更多相关文章： 悬索桥 双缆结构 有限元方法 受力特性 设计参数 抗滑安全系数

【摘要】：双缆悬索桥结构作为一种新型的悬索桥结构形式,其结构体系、受力特性和计算分析方法均与传统的单缆悬索桥结构存在显著区别。就结构体系选择和设计参数对于结构受力特性的影响进行深入系统的研究,具有理论意义和工程实际意义。通过有限元方法研究了双缆悬索桥结构体系和受力特性的相关关键问题,得出了一些具有参考和借鉴价值的结论,可为大跨度双缆悬索桥的概念设计及初步设计提供科学依据。主要研究内容如下：(1)以一座典型的大跨度公路悬索桥为工程背景,分别建立了双塔和三塔悬索桥在单缆和双缆两种不同结构体系下的三维空间有限元模型,对于活载作用和静风荷载作用下成桥状态的结构静力特性和自振特性进行了对比分析。研究结果表明：相对于单缆悬索桥而言,双缆悬索桥在提高桥梁结构竖向刚度的同时,结构横向刚度有一定程度的降低。(2)以三塔四跨双缆悬索桥为研究对象,分析了主要结构设计参数对于结构受力特性的影响问题,确定了边主跨比、中主塔刚度、底缆与顶缆恒载分配比例以及矢跨比等主要参数对主缆、加劲梁、桥塔的内力与变形和结构自振频率的实际效应特性,得出了有参考价值的研究结论。(3)结合双缆悬索桥的结构特点,对于其中主塔的鞍座与主缆的抗滑移安全性问题进行了研究。提出了适用于双缆悬索桥结构的两种鞍座形式,分析了中主塔刚度、底缆与顶缆恒载分配比例、矢跨比等主要结构设计参数对中塔顶主缆抗滑安全系数的影响。
【关键词】：悬索桥 双缆结构 有限元方法 受力特性 设计参数 抗滑安全系数
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441;U448.25
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 引言12-13
• 1.2 多塔悬索桥发展概况13-17
• 1.3 缆悬索桥结构形式及受力特点17-18
• 1.4 选题的意义18-19
• 1.5 主要研究内容19-20
• 第2章 悬索桥结构分析理论20-28
• 2.1 竖向荷载下的结构分析20-26
• 2.1.1 弹性理论20
• 2.1.2 挠度理论20-23
• 2.1.3 有限位移理论23-26
• 2.2 横向荷载下的结构分析26-27
• 2.3 偏心荷载下的结构分析27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 悬索桥力学特性有限元分析28-51
• 3.1 双塔连跨悬索桥力学特性分析28-40
• 3.1.1 有限元模型的建立28-31
• 3.1.2 成桥状态31-32
• 3.1.3 活载作用分析32-35
• 3.1.4 静风荷载作用分析35-39
• 3.1.5 自振特性39-40
• 3.2 多塔连跨悬索桥力学特性分析40-50
• 3.2.1 有限元模型的建立40-43
• 3.2.2 成桥状态43-44
• 3.2.3 活载作用分析44-47
• 3.2.4 静风荷载作用分析47-49
• 3.2.5 自振特性49-50
• 3.3 本章小结50-51
• 第4章 双缆悬索桥结构参数影响分析51-75
• 4.1 边主跨比影响分析51-56
• 4.1.1 主缆内力影响分析51-53
• 4.1.2 主梁内力及变形影响分析53-55
• 4.1.3 桥塔内力及变形影响分析55
• 4.1.4 自振特性影响分析55-56
• 4.2 中塔刚度影响分析56-62
• 4.2.1 主缆内力影响分析56-59
• 4.2.2 主梁内力及变形影响分析59-60
• 4.2.3 桥塔内力及变形影响分析60-61
• 4.2.4 自振特性影响分析61-62
• 4.3 恒载分配比例影响分析62-67
• 4.3.1 主缆内力影响分析63-65
• 4.3.2 主梁内力及变形影响分析65-66
• 4.3.3 桥塔内力及变形影响分析66
• 4.3.4 自振特性影响分析66-67
• 4.4 矢跨比影响分析67-73
• 4.4.1 主缆内力影响分析68-70
• 4.4.2 主梁内力及变形影响分析70-72
• 4.4.3 桥塔内力及变形影响分析72
• 4.4.4 自振特性影响分析72-73
• 4.5 本章小结73-75
• 第5章 中塔顶主缆抗滑安全系数研究75-88
• 5.1 问题的提出75-76
• 5.2 计算公式推导76-81
• 5.3 中塔刚度影响分析81-82
• 5.4 恒载分配比例影响分析82-84
• 5.5 矢跨比影响分析84-85
• 5.6 优化方案分析85-86
• 5.7 本章小结86-88
• 结论与展望88-90
• 致谢90-91
• 参考文献91-95
• 攻读硕士学位期间参与的主要科研项目95

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本文编号：548227