【摘要】：鋼桁加勁梁懸索橋因其卓越的跨越能力、優(yōu)美的造型及良好的經(jīng)濟性能,近些年在山區(qū)峽谷地帶被大量的修建。本文以在建的云南小格拉鋼桁加勁梁懸索橋為研究背景,圍繞該橋的空間靜、動力行為進行建模計算分析研究,并對其抗風性能做了簡單的分析驗算。本文主要的研究工作如下:`1)簡要闡述了懸索橋的發(fā)展概況、構(gòu)造受力特點及懸索橋動力特性研究的意義和現(xiàn)狀。系統(tǒng)的介紹了懸索橋計算理論、懸索橋動力特性分析理論及抗風分析理論,為后續(xù)章節(jié)靜動力特性分析及抗風驗算提供理論依據(jù);2)簡要介紹了小格拉懸索橋概況,對該橋結(jié)構(gòu)進行有限元離散及初始平衡狀態(tài)分析,并在此基礎上進行活載、溫度及組合荷載作用下的靜力計算分析,得到了該橋成橋狀態(tài)理想線形與空纜線形,初始平衡狀態(tài)下主纜、吊桿的內(nèi)力及位移等,重點分析了在活載、溫度作用下主纜和加勁梁的豎向位移、主纜和吊桿的內(nèi)力以及影響變化規(guī)律,對樁基礎的受力狀態(tài)進行了測量,與理論值對比分析;3)對該橋成橋運營狀態(tài)進行自振特性分析,分析了溫度變化、橋塔剛度變化等因素對成橋狀態(tài)動力特性的影響,并對最初設計方案中采用的在中跨設置中央扣、主桁架弦桿灌注混凝土對該橋動力特性影響進行模擬研究;重點進行了加勁梁在考慮不同扭轉(zhuǎn)剛度的情況下對施工階段結(jié)構(gòu)進行自振特性分析,并計算了扭彎頻比值對該橋顫振穩(wěn)定的影響,同時根據(jù)本橋情況對加勁梁三種連接方式進行方案篩選,建模分析了三種連接方式對該橋施工階段自振特性影響;4)根據(jù)規(guī)范并結(jié)合現(xiàn)場實際情況,確定了該橋的設計風速、顫振及靜風穩(wěn)定性檢驗風速,根據(jù)有限元模型及實驗獲取數(shù)據(jù)對該橋進行簡單的靜風穩(wěn)定性驗算、顫振穩(wěn)定性驗算及抖振響應計算,并得出了相應結(jié)果。
【圖文】：

碩士學位論文用的大多是鋼箱加勁梁。本文介紹和研究的懸索橋采用的是鋼桁架加勁梁懸索。如 2012 年建成的主跨為 1176m 的湖南矮寨大橋加勁梁采用鋼桁梁，是我建的主跨跨度最大的鋼桁架懸索橋。隨后修建了虎門大橋、青馬大橋、海滄大橋及下表中列出的近幾年修建的大跨度懸索橋等等。這些大橋的順利建成填補了白，同時也使得我國現(xiàn)代懸索橋的設計與施工邁向世界先進行列。1.1.2 構(gòu)造受力特點懸索橋主要是由橋塔、主纜、吊索、加勁梁、錨碇五大構(gòu)件及主索鞍、散索、索夾等附屬構(gòu)件組合而成的柔性懸索承重結(jié)構(gòu)。其主要構(gòu)成如圖 1.1 所示[2,5]：

有限元整體模型如圖3.3 所示。有限元模型中主纜、吊索采用只受拉的索單元模擬，主梁、塔柱、橫梁采用考慮剪切變形的空間梁單元模擬，表 3.1 列出了該懸索橋主要材料特征值。建模時采用直角坐標系，該橋的縱向、橫向及豎向分別用直角坐標系中的 X、Y、Z 軸來表示。在有限元模型中，塔柱底部按固接模擬，即塔柱最下部節(jié)點的 DX、DY、DZ（節(jié)點平動自動度的表示方法），RX、RY、RZ（節(jié)點轉(zhuǎn)動自由度的表示方法），如表 3.2 所示；用邊界條件選項彈性連接中的剛性連接來模擬吊索與主梁之間的連接；用主從約束來模擬主索鞍（主節(jié)點）與塔柱(從節(jié)點)之間的連接，主節(jié)點的順橋向位移自由。圖 3.3 小格拉大橋主橋有限元模型表 3.1 該橋主要材料特征名稱 彈性模量/MPa 泊松比 線膨脹系數(shù) 容重/(kN/m3)主纜 1.95E+05 0.3 1.2E-05 7.85E+01吊索 1.95E+05 0.3 1.2E-05 7.85E+01加勁梁 2.1E+05 0.3 1.2E-5 7.85E+01索塔 3.25E+04 0.2 1.0E-5 2.55E+01橫梁 3.25E+04 0.2 1.0E-5 2.55E+01表 3
【學位授予單位】：長沙理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U441;U448.25

【參考文獻】

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1 王立峰;孫勇;王子強;;自錨式與地錨式懸索橋動力特性對比分析[J];中外公路;2010年04期

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3 李永樂;歐陽韋;郝超;汪斌;;大跨度懸索橋靜風失穩(wěn)形態(tài)及機理研究[J];空氣動力學學報;2009年06期

4 張新軍;張丹;;纜索風荷載對懸索橋風效應的影響研究[J];公路;2005年12期

5 劉春城,馬桂蘭,陳海波,胡海波;結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對自錨式懸索橋動力特性的影響[J];北華大學學報(自然科學版);2004年03期

6 蔡金標,凌道盛,徐興;大跨度懸索橋振動分析的組合單元法[J];中國公路學報;2003年04期

7 蘇光亞,高日,郭薇薇,夏禾;鐵路懸索橋自振特性及結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究[J];北方交通大學學報;2003年01期

8 程進,江見鯨,肖汝誠,項海帆;考慮幾何與材料及靜風荷載的非線性因素的大跨徑橋梁靜風穩(wěn)定分析法[J];應用力學學報;2002年04期

9 程進,肖汝誠,項海帆;大跨徑懸索橋靜風穩(wěn)定性的參數(shù)研究[J];公路交通科技;2001年02期

10 程進,肖汝誠,項海帆;大跨徑懸索橋非線性靜風穩(wěn)定性全過程分析[J];同濟大學學報(自然科學版);2000年06期

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2 劉吉晗;大跨度鐵路懸索橋加勁梁施工方法研究[D];西南交通大學;2013年

3 戴禮勇;大跨度公鐵兩用懸索橋靜風穩(wěn)定性研究[D];西南交通大學;2013年

4 王亮;大跨徑懸索橋動力特性及地震反應研究[D];重慶交通大學;2012年

5 蔡憲棠;大跨度鐵路懸索橋剛度研究[D];西南交通大學;2010年

6 姚曉飛;鋼桁架懸索黃河大橋力學性能研究[D];西安建筑科技大學;2005年

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本文編號：2661613