[硕士]超大跨度悬索桥动静力特性及地震反应分析

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内容简介

　　[硕士]超大跨度悬索桥动静力特性及地震反应分析　　学科专业：道路与铁道工程　　授予学位： 硕士 　　学位授予单位：大连海事大学　　学位年度：2007　　 在新世纪，研究3000m级以上的特大跨度的悬索桥越来越受到当今桥梁设计者的重视。由于超大跨度悬索桥结构柔性大，其几何非线性效应更为突出，成桥状态的静动态特性与响应变得更为复杂，因此，开展有关这一领域的研究十分重要。　　 本文就改变缆索体系来改善悬索桥结构静动态性能的有关问题进行了初步探讨。参考现有资料简单设计四座主跨3000m，边跨1000m的超大跨度悬索桥。其结构形式分别为:传统双主缆悬索桥;扩大主缆间距的双主缆悬索桥:施加斜交叉吊杆的双主缆悬索桥;三主缆悬索桥。运用有限元软件ANSYS分别对设计的四座桥梁进行了有限元数值模拟，分析了成桥状态下四种结构形式的静力和动力特性，并进行了对比研究。同时对地震荷载作用下四种结构体系的响应，做出初步分析比较。得出的主要结论如下:　　 一，对于四种不同缆索体系的悬索桥模型，主缆设计采用抛物线法计算与有限元法迭代计算存在较大差别;主梁设计上采用常见的轻质钢箱梁也取得良好的效果;在主塔设计上，三主缆体系与其它体系相比有较大的设计区别。　　 二，在静力特性方面各种结构体系区别不大，总的来说改变缆索体系的悬索桥截面内力控制值略大于传统悬索桥;三主缆悬索桥在缆索和主塔方面都有其特殊之处。动力特性方面，模型的自振周期都较长，扭转振型和主塔为主的振型出现得较晚.在前加阶振型中主缆振动为主的振型占有很大比例，特殊的缆索结构会造成特殊形态的缆索振型。　　 三，四种结构体系的悬索桥在地震作用下的反应各有特点，与设计参数的选择有关.相对来说，施加斜交叉吊杆的悬索桥抗震性能最好，但在控制截面应力上相对较大;扩大主缆间距的结构体系其次，传统体系的悬索桥和三主缆体系悬索桥稍差，但在控制截面应力值上三主缆悬索桥却相对最小。

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