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[硕士论文] 郑州
结构工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:自锚式悬索桥是基于传统地锚式悬索桥结构发展而来的一种新式的桥梁结构。自锚式悬索桥与地锚式悬索桥最大的不同在于主缆锚固位置的不同,由此形成了以主缆受拉,主梁受压,主梁与主缆共同受力的自平衡组合体系,其整体的受力规律及竖向刚度的分布相对地锚式悬索桥会发生很大的改变。自锚式悬索桥独特的结构特性及受力特点在一定程度上拓宽了悬索桥的适用范围,使其能在地质条件不理想的环境中进行建造,是一种在中小跨径桥梁中很有竞争力的桥型,而且自锚式悬索桥造型优美、适应性强、经济性加好,所以这种桥型有着非常好的应用前景,也需要进行必要的研究。
  本文以湖南昭华湘江大桥为工程背景,展开了不同矢跨比下独塔非对称自锚式悬索桥受力规律及竖向刚度分布的研究,可为该结构形式桥梁的方案比选、结构设计和结构优化等提供一些有参考价值的结论。具体工作如下:
  首先,介绍了目前主流的悬索桥主缆线形的计算理论:分段悬链线理论、分段抛物线理论、分段直线理论以及有限元理论等,并以分段悬链线理论为基础,基于ANSYS有限元分析软件为平台,将自锚式悬索桥的主梁系统和缆索系统分为两部分进行分析从而得到满足设计要求的主缆线形,并用APDL语言编制了自锚式悬索桥找形程序。
  然后,通过修改矢跨比而保持其他参数不变,得到了不同矢跨比下的成桥模型,分析比较了在不同矢跨比下桥塔、主梁、缆索等构件的内力变化规律。
  最后,由于自锚式悬索桥其独特的自平衡体系,从而导致其整体竖向刚度的组成及分布与地锚式悬索桥有很大的不同。自锚式悬索桥的竖向刚度主要包含两个组成部分:主缆在荷载作用下产生的重力刚度及桥塔、主梁、缆索三者组合体系共同抵抗竖向变形的几何刚度。本文运用控制变量法分别研究了矢跨比对自锚式悬索桥重力刚度和几何刚度的影响规律以及两种刚度在整体竖向刚度中各自的比重。
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