發(fā)布時間：2020-09-22 20:07

　　 本文以實際工程為背景,對結(jié)構(gòu)比較新穎的上撐式單跨自錨懸索橋的進(jìn)行了結(jié)構(gòu)靜力分析、施工過程分析、靜風(fēng)穩(wěn)定分析和人致振動響應(yīng)分析,為新結(jié)構(gòu)的安全應(yīng)用提供理論依據(jù),最后討論了主纜傾角、矢高變化對結(jié)構(gòu)剛度的影響。具體研究內(nèi)容及成果如下:1.用節(jié)線法計算出結(jié)構(gòu)初始線形,結(jié)合Midas-Civil軟件確定了結(jié)構(gòu)主纜初拉力,并計算出在該預(yù)拉力下結(jié)構(gòu)精確的初始狀態(tài),進(jìn)行了結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,知道了結(jié)構(gòu)的薄弱點在加勁梁跨中的上弦桿、端部的腹桿、端部的下弦桿,在設(shè)計時應(yīng)予以加強(qiáng)。2.對結(jié)構(gòu)的局部失穩(wěn)、整體失穩(wěn)進(jìn)行了驗算,結(jié)構(gòu)局部穩(wěn)定性滿足要求,整體穩(wěn)定較好。3.用正裝——倒裝綜合分析方法對結(jié)構(gòu)施工過程進(jìn)行了計算分析,得出結(jié)構(gòu)空纜線線形,和索夾預(yù)偏量。4.對結(jié)構(gòu)靜風(fēng)穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,計算出了結(jié)構(gòu)的靜風(fēng)失穩(wěn)臨界風(fēng)速,結(jié)構(gòu)靜風(fēng)穩(wěn)定非常好,這說明結(jié)構(gòu)整體剛度大,特別是橫向剛度大。分析了風(fēng)攻角變化對臨界風(fēng)速的影響。5.計算行人荷載下的結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng),結(jié)構(gòu)的動態(tài)穩(wěn)定滿足要求,特別是橫向動態(tài)剛度較好,這與模態(tài)分析得出的結(jié)論一致。6.分析了結(jié)構(gòu)主纜傾角、矢高對結(jié)構(gòu)剛度影響,驗證了結(jié)構(gòu)所選矢高、傾角的正確性;分析了結(jié)構(gòu)主纜矢高對結(jié)構(gòu)自錨力預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的影響,驗證了上撐式單跨自錨懸索橋的優(yōu)點。7.通過不同主纜矢高、傾斜角的剛度對比分析,探討了如何合理的確定主纜的矢高、傾斜角。
【學(xué)位單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U441;U448.11
【部分圖文】：

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文1 緒論1.1 懸索橋1.1.1 懸索橋的早期雛形早在古代中國，位于西南山區(qū)的居民，為了跨過險峻的峽谷，在峽谷兩側(cè)固定好一根繩索或竹索，人或物吊于索上，從峽谷一側(cè)到另一側(cè)，這樣就產(chǎn)生了跨越峽谷的一種簡易裝置——溜索，溜索充分利用了繩索強(qiáng)度高、柔而韌的特性。如圖 1.1 所示為近現(xiàn)代經(jīng)過改良的溜索，繩索換成了強(qiáng)度高的鋼絲繩，滑動裝置換成了比較方便移動的滑輪，其結(jié)構(gòu)和古代早期溜索是一樣的。

圖 1.2 古代索橋1.1.2 現(xiàn)代懸索橋的發(fā)展現(xiàn)代懸索橋起源于歐洲，英國于 1741 年建成了歐洲第一座鐵素橋——倜氏橋，并于 19 世紀(jì)初建造了跨度為 124m 的鋼絲纜的人行天橋，真正意義上的現(xiàn)代懸索橋由此誕生。此后，現(xiàn)代懸索橋在 19 世紀(jì)得到很大發(fā)展，其中比較有代表性的是 Telford 修建的威爾士—梅來峽懸索橋（跨徑 174m）和 Brunel 修建的克里夫頓橋（跨徑 214m）。182年前后的法國發(fā)明了用鐵絲做成的主纜并提出了無端索進(jìn)行主纜施工的方法，1823 年在被派往英國學(xué)習(xí)的納維爾提出了“穩(wěn)定性隨橋的重量與跨長而增加”的結(jié)論。隨后法國進(jìn)行了大量的懸索橋理論研究并修建大量橋梁，迄 1870 年為止就建了 500 多座。[1]1847 年，美國建造了 308m 的 wheeling 懸索橋，該橋刷新了當(dāng)時的橋梁跨度記錄，1883 年，又建成了 486m 的布魯克林橋，使當(dāng)時的橋梁的最大跨度一下子提高了 100m布魯克林橋由此作為現(xiàn)代懸索橋發(fā)展早期和后期的分界點。進(jìn)入 20 世紀(jì)。懸索橋得到的飛躍式的發(fā)展，部分具有代表性的橋如表 1.1。表 1.1 20 世紀(jì)建造的具有代表性的懸索橋國家 橋名 跨度（m） 加勁梁形式 建造年代

圖 1.5 新型橋梁結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)形式和張弦桁架梁類似，其上部結(jié)構(gòu)為抗彎的桁架梁，中部為連接傳力的撐桿，下部為高強(qiáng)纜索，其同樣為結(jié)構(gòu)自平恒體系，按照懸索橋的說法，也就是自錨體系。由于其為橋梁結(jié)構(gòu)，跟懸索橋相比，除了將懸吊改為上撐外，沒有發(fā)生根本的變化，同是主纜為主要受力結(jié)構(gòu)，加勁梁和主纜通過撐桿連接組成變形協(xié)調(diào)體系，普通的自錨式懸索橋沒有太大差別。故根據(jù)其特點將這種新型橋梁結(jié)構(gòu)稱為上撐式單跨自錨懸索橋。上撐式單跨自錨懸索橋和普通自錨式懸索橋有以下特點：（1）無橋塔，結(jié)構(gòu)形式更加簡單，整體結(jié)構(gòu)變小，更加節(jié)約材料。（2）加勁梁上主纜自錨點位于截面下端，更有利于加勁梁抗彎，起到相當(dāng)于普通橋梁施加的預(yù)應(yīng)力作用。（3）和懸吊式懸索橋不同，上撐式懸索橋無法利用重力剛度保持水平方向的平衡，故撐桿在水平向有剛度的三角形穩(wěn)定體系，結(jié)構(gòu)對主纜具有更強(qiáng)的限位作用，也就是具有更強(qiáng)的位移關(guān)聯(lián)，整體性更好。（4）主纜向外傾斜，如果對主纜施加預(yù)拉力，兩根主纜被撐桿撐開，結(jié)構(gòu)整體在側(cè)向移動時，主纜拉力都會抵抗側(cè)向移動，主纜拉力形成了橫向剛度，與普通懸索

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳忠良;吳魏;陳代明;吳浪;;人行懸索橋靜力特性分析[J];科技廣場;2015年08期

2 張凈霞;李陽賦;;淺談國內(nèi)外懸索橋的發(fā)展[J];福建建材;2014年12期

3 孫藝?yán)?蔣欣;;大跨徑懸索橋幾何非線性分析綜述[J];城市道橋與防洪;2011年09期

4 王立峰;孫勇;李曼曼;王子強(qiáng);;自錨式懸索橋初始平衡狀態(tài)分析[J];中外公路;2010年06期

5 項貽強(qiáng);朱磊;鄭江敏;唐國斌;吳孫堯;;自錨式懸索橋的靜動力分析及其試驗研究[J];華東公路;2010年02期

6 陳策;鐘建馳;;三塔懸索橋垂跨比變化對結(jié)構(gòu)靜動力特性的影響[J];橋梁建設(shè);2008年06期

7 魏群;嚴(yán)斌;姜華;;大跨懸索橋主纜空纜線形的有限元分析與探討[J];水利電力機(jī)械;2007年12期

8 孫利民,閆興非;人行橋人行激勵振動及設(shè)計方法[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年08期

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1 周陽;郝際平;鄭江;;張弦梁結(jié)構(gòu)的發(fā)展及研究趨勢探索[A];第十三屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2013年

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1 陳舟;大跨度柔性人行橋人致非線性振動研究[D];華南理工大學(xué);2015年

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1 郭小權(quán);自錨式懸索橋合理成橋狀態(tài)確定與結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析[D];長安大學(xué);2018年

2 劉洋;柔性懸索橋靜力分析及動力特性研究[D];重慶交通大學(xué);2017年

3 崔寧;西單過街天橋人致振動分析[D];首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué);2017年

4 楊毅;大跨度異形鋼箱梁人行橋的舒適性評價與振動控制[D];浙江大學(xué);2017年

5 韓偉;自錨式懸索橋合理成橋狀態(tài)研究[D];重慶大學(xué);2017年

6 李立楠;獨塔自錨式懸索橋靜力性能研究[D];天津大學(xué);2017年

7 陳浩;大跨徑空間纜索體系懸索橋結(jié)構(gòu)性能的對比研究[D];東南大學(xué);2016年

8 潘邑韋;獨塔懸索橋結(jié)構(gòu)參數(shù)影響分析研究[D];重慶交通大學(xué);2014年

9 朱準(zhǔn)峰;自錨式人行懸索橋人致振動及振動控制研究[D];中南大學(xué);2014年

10 李敏玉;人行天橋在城市景觀中的應(yīng)用研究[D];山東建筑大學(xué);2012年

本文編號：2824862