[硕士]悬索桥主缆锚固方式对结构性能的影响

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内容简介

　　[硕士]悬索桥主缆锚固方式对结构性能的影响　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位： 硕士 　　学位授予单位：湖南大学　　学位年度：2007　　 当悬索桥跨径逐渐减小时，主缆锚旋占全桥总造价的比例将不断加大，这样在某种情况下，悬索桥工程造价相对于其它形式的桥梁要高得多。这时可以将主缆锚固在加劲梁端部，锚固方式由地锚变为自锚.主缆锚固方式的变化改变了结构的受力体系.论文通过ANSYS有限元模型，对比研究了主缆锚固方式对结构静动力力学性能的影响，为悬索桥设计提供科学指导。论文的研究工作和取得的主要成果有:　　 (1)根据悬索桥设计理论，参考厦门海沧大桥东航道桥和长沙三汉矶桥结构设计，确定悬索桥模型设计参数，并基于Fortran语言，根据分段悬链线理论编写了主缆自动找形程序，运用ANSYS有限元软件对悬索桥成桥状态主缆初始应力进行优化设计，建立了较为精确的悬索桥空间有限元模型;　　 (2)通过求解桥塔处加劲梁截面、塔底截面、主跨加劲梁截面等7个关键截面的弯矩影响线，确定桥梁关键截面的最不利车道荷载位置，比较计算两种主缆锚固方式下悬索桥各关键截面在最不利车道荷载作用下的弯矩值和加劲梁跨中竖向位移。当车道荷载作用在左右桥塔处主梁截面最不利位置时，地锚结构相应截面弯矩比自锚结构大26%左右;其余工况下，地锚结构各截面弯矩均比自锚结构要小，最小相差12.9，最大相差67.5;大部分荷载工况下，地锚结构跨中挠度小于自锚结构挠度值;　　 (3)研究了加劲梁竖向抗弯刚度、主缆抗拉刚度、主塔纵向抗弯刚度、桥梁结构体系、加劲梁竖曲线曲率以及跨中固结等结构参数变化时两种锚固方式下悬索桥桥塔应力，吊杆应力，加劲梁跨中弯矩挠度等的影响，为今后悬索桥的优化设计提供科学指导;　　 {4)比较了主缆地锚和自锚时悬索桥的动力特性，考虑结构体系、加劲梁竖曲线半径以及跨中固结变化时，主缆锚固方式对悬索桥动力特性的影响。结果表明，地锚结构各主要振动频率均高于自锚结构自振频率。增大加劲梁竖曲线曲率，桥塔处设置竖向支撑和缆梁跨中固结均能提高悬索桥的自振基频。　　 主缆锚固方式的不同，对结构静动力性能影响较大，在结构设计时，应该从多方面慎重考虑。

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