本文選題：懸索橋 + 主纜-索夾系統(tǒng)��； 參考：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：大跨度鐵路懸索橋恒、活載較大,結(jié)構(gòu)剛度需求高,主纜設(shè)計(jì)尺寸往往很大。建設(shè)中的五峰山長江大橋的主纜緊纜完成后直徑達(dá)到1.3m,大截面和緊纜不圓度將造成主纜截面內(nèi)部應(yīng)力關(guān)系復(fù)雜。懸索橋端吊索力較大,索夾傾角也最大,該位置處索夾抗滑移問題最突出,在設(shè)計(jì)中采用長索夾以排布更多高強(qiáng)螺桿來提高索夾抗滑承載力,這就造成主纜-索夾系統(tǒng)力學(xué)關(guān)系受主纜垂度影響嚴(yán)重的問題。論文針對以上問題進(jìn)行了相關(guān)研究,主要內(nèi)容、方法和成果如下:利用均質(zhì)化的思想,以主纜-索夾緊固系統(tǒng)表現(xiàn)出來的宏觀力學(xué)性能為基礎(chǔ),針對關(guān)心的主纜截面內(nèi)部應(yīng)力分布問題,采用三向異性材料來等效代替主纜系統(tǒng),簡化主纜內(nèi)鋼絲與空隙之間復(fù)雜的非線性關(guān)系。建立主纜-索夾緊固系統(tǒng)的ANSYS有限元實(shí)體模型,通過實(shí)測數(shù)據(jù)結(jié)合有限元分析,擬合出三向異性等效材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,并證明這種材料在主纜-索夾緊固系統(tǒng)研究中具有通適性。將等效材料運(yùn)用到長索夾下考慮垂度效應(yīng)影響的主纜力學(xué)行為研究中,分別比較不同對合形式的索夾對主纜表面及內(nèi)部受力的影響,探索應(yīng)力分布規(guī)律,其中特別分析了主纜不圓度的影響。建立多尺度有限元模型,模擬索夾的緊固與承載過程,探索綜合考慮主纜垂度、索夾對合形式、吊索力、主纜索夾接觸面局部滑移及索夾端口主纜截面變化等多因素影響的索夾極限抗滑承載力,并對索夾在運(yùn)營過程中的抗滑承載力進(jìn)行評估。在同時(shí)考慮主纜垂度和吊索力的情況下,比較不同的高強(qiáng)螺桿緊固工藝對長短兩類索夾高強(qiáng)螺桿松弛規(guī)律及索夾在施工及運(yùn)營過程中極限抗滑承載力的影響。分析計(jì)算結(jié)果表明,采用柱坐標(biāo)系下的三向異性材料等代模擬主纜系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)變形上與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好,應(yīng)力結(jié)果接近真實(shí)。將等效材料運(yùn)用到主纜截面尺寸差異較大的另一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中時(shí),有限元模擬的主纜緊固過程變形曲線能夠與實(shí)測結(jié)果吻合,證明材料在主纜-索夾緊固研究中具有通適性。由于索夾的緊箍作用,主纜截面內(nèi)的徑向應(yīng)力和切向應(yīng)力均呈現(xiàn)圈層分布,截面中心應(yīng)力較小,接近主纜表面應(yīng)力較大,在索夾端口處有明顯的應(yīng)力集中及彎曲二次應(yīng)力,且應(yīng)力等值線形狀受主纜與索夾壁厚相對尺寸的影響。主纜垂度和不圓度會影響主纜截面內(nèi)的應(yīng)力分布規(guī)律。主纜表面的彎曲二次應(yīng)力同時(shí)受索夾的傳力方式及主纜垂度的影響,彎曲二次應(yīng)力分布在索夾端口 12cm的范圍內(nèi)。通過計(jì)算主纜索夾接觸面摩擦應(yīng)力對面積的積分得到的索夾抗滑承載力,大于實(shí)際加載滑移時(shí)的索夾下滑力,表明吊索力及主纜索夾接觸面的局部滑移現(xiàn)象對索夾抗滑有不利影響,且對左右對合型索夾的影響更加嚴(yán)重�？紤]主纜垂度效應(yīng)時(shí),索夾在施工及運(yùn)營過程中的抗滑承載力受索夾長度、對合形式、主纜不圓度和高強(qiáng)螺桿緊固方案的影響,索夾短、緊固階段數(shù)多,主纜不圓度低,從索夾中間位置的高強(qiáng)螺桿開始緊固,得到的終態(tài)索夾抗滑承載力更高。橋塔附近的長索夾隨著梁段的吊裝需要補(bǔ)足高強(qiáng)螺桿張拉力來保證施工過程中的索夾抗滑承載力,且運(yùn)營狀態(tài)的索夾抗滑安全系數(shù)不能達(dá)到3;跨中附近的短索夾僅需要安裝狀態(tài)時(shí)高強(qiáng)螺桿張拉到設(shè)計(jì)拉力,并在成橋狀態(tài)進(jìn)行補(bǔ)足,即可滿足施工及運(yùn)營過程中的抗滑承載力要求。
[Abstract]:In this paper , the stress - strain relation of cable - cable clamp system is analyzed by using three - way anisotropic material , which is based on the macroscopic mechanical properties of main cable - cable clamping and fixing system . The main contents , methods and results are as follows : The cable clamp near the bridge tower needs to complement the tensile force of the high - strength screw to ensure the anti - sliding bearing capacity of the cable clamp in the construction process , and the cable clamp near the bridge tower needs to complement the tension of the high - strength screw to ensure the anti - sliding bearing capacity of the cable clamp in the construction process .
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U448.25

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周祝兵;袁慶華;周昌棟;舒思利;;懸索橋鋅-鋁合金鍍層鋼絲主纜索夾抗滑試驗(yàn)研究[J];世界橋梁;2015年05期

2 彭春陽;李啟富;黃子能;劉琳琳;;雙塔單纜斜吊索懸索橋索夾的性能試驗(yàn)[J];預(yù)應(yīng)力技術(shù);2015年01期

3 谷云秋;;鐵路懸索橋的剛度問題探討性研究[J];山西建筑;2014年23期

4 阮坤;;懸索橋索夾夾體空間應(yīng)力分析研究[J];公路與汽運(yùn);2014年02期

5 黎志忠;蔣勁松;;懸索橋上、下對合型索夾結(jié)構(gòu)分析研究[J];橋梁建設(shè);2013年03期

6 趙承新;嚴(yán)敏蘭;張安戶;魏洋;王甫勝;;洪都大橋索夾抗滑試驗(yàn)研究[J];世界橋梁;2013年01期

7 嚴(yán)琨;沈銳利;閆勇;;大跨度懸索橋鞍座出口處主纜的二次應(yīng)力[J];重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期

8 陳璨;鄭罡;燕海蛟;杜淵;;拉索高強(qiáng)鍍鋅平行鋼絲摩擦系數(shù)的進(jìn)一步確定[J];重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期

9 阮坤;陳作銀;陳冠樺;;基于懸索橋修正成橋線形的索夾彎曲應(yīng)力分析[J];世界橋梁;2011年06期

10 張永福;;懸索橋PPWS法架設(shè)主纜的易發(fā)問題及解決方法的研究[J];安徽建筑;2009年06期

相關(guān)會議論文 前1條

1 林長川;許宏亮;羅喜恒;;懸索橋主纜的二次應(yīng)力[A];中國土木工程學(xué)會橋梁及結(jié)構(gòu)工程學(xué)會第11屆年會論文集[C];1994年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 嚴(yán)琨;大跨度懸索橋主纜彎曲剛度效應(yīng)及二次應(yīng)力研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 李明寶;基于有限元理論的木材機(jī)械性能建模與仿真研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 肖剛;三塔懸索橋主纜與鞍座抗滑移設(shè)計(jì)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 劉軼群;拉索索絲應(yīng)力分布規(guī)律及索夾節(jié)點(diǎn)優(yōu)化研究[D];北京交通大學(xué);2015年

3 聶利芳;懸索橋主纜二次應(yīng)力分析與研究[D];西南交通大學(xué);2010年

，

本文編號：1944916