大跨径悬索桥主缆线形分析

发布时间：2017-10-21 19:38

  本文关键词：大跨径悬索桥主缆线形分析

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【摘要】：悬索桥是由主缆、主塔、加劲梁、吊索等部件组成的跨越能力最强的一种桥型,其主缆受拉,有较高的材料利用效率。随着科学发展和社会进步,悬索桥跨径也在不断增大。主缆作为悬索桥结构体系中的核心承重构件,其线形易受到施工现场条件、临时设施和环境温度的影响,因此主缆线形的精确计算在悬索桥施工控制中显得尤为重要。主缆成桥线形是悬索桥成桥状态结构分析的基础,主缆成桥构形直接影响到结构整体受力的分配,此外主缆的无应力长度、吊杆的无应力长度和吊点位置等参数将由主缆形状决定,这些参数在悬索桥设计和施工控制中至关重要;空缆线形和主缆无应力索长精确计算分析是达到理想成桥状态的前提;在悬索桥的施工过程中必须精确控制主缆空缆状态的线形,因为一旦悬索桥的主缆架设完成后,其几何线形调整的难度非常大;因此研究分析主缆线形、无应力索长及空缆线形的影响参数是很有意义的。文章前半部分以研究精确计算大跨径悬索桥主缆线形和无应力索长为目标,深入分析了主缆线形和无应力索长计算的解析法和有限元法,如抛物线法、分段悬链线法、有限元法等。从主缆空缆线形到成桥线形,并考虑施工阶段主缆线形,完成悬索桥主缆线形的系统分析。并基于依托工程,比较了各种主缆线形和无应力索长计算方法的计算成果,系统研究各种计算方法的优劣,并给出大跨径悬索桥主缆线形和无应力索长精确计算的建议,抛物线法精度不高,不适用于大跨径悬索桥主缆线形计算,但可以较为精确的得到无吊杆索段的成桥线形;用分段悬链线法或有限元法可得到精确成桥线形和无应力索长,用悬链线法或有限元法可得到精确空缆线形。文章后半部分以提高施工过程中主缆线形精度为目标,基于依托工程,分析了主缆线形的几个重要影响参数,包括主缆弹性模量、索股自重、主缆跨度和温度影响,研究出空缆线形与影响参数之间的数学规律,并得出相应实用结论,为实际工程中悬索桥空缆线形的精确搭设和调整提供技术支持,并分析得出空缆线形与成桥线形参数敏感性关系,可通过空缆状态的主缆控制点高程变化量直接得出成桥状态主缆控制点高程变化量。
【关键词】：悬索桥 成桥线形 空缆线形 无应力索长 解析法 有限元法 影响参数
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.25
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 概述10-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 本文主要研究目的及内容14-17
• 1.3.1 本文研究目的14
• 1.3.2 本文研究的主要内容14-16
• 1.3.3 本文研究的技术路线16-17
• 第二章 悬索桥分析理论和主缆线形计算方法17-39
• 2.1 悬索桥分析理论17-20
• 2.1.1 弹性理论17-18
• 2.1.2 挠度理论18-19
• 2.1.3 非线性有限元理论19-20
• 2.2 主缆成桥线形计算方法20-35
• 2.2.1 抛物线法20-24
• 2.2.2 分段悬链线法24-29
• 2.2.3 有限元法29-35
• 2.3 主缆空缆线形计算方法35-38
• 2.3.1 悬链线法35-37
• 2.3.2 有限元法37-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第三章 悬索桥主缆线形计算分析39-80
• 3.1 工程概况39-52
• 3.1.1 依托工程简介39-47
• 3.1.2 主要材料特性47
• 3.1.3 主缆设计点坐标47-50
• 3.1.4 主缆下料长度50-52
• 3.2 主缆成桥线形计算分析52-61
• 3.2.1 抛物线法52-53
• 3.2.2 分段悬链线法53-54
• 3.2.3 有限元法54-56
• 3.2.4 成桥线形对比分析56-61
• 3.3 主缆空缆线形计算分析61-68
• 3.3.1 悬链线法61-62
• 3.3.2 有限元法62-64
• 3.3.3 空缆线形对比分析64-68
• 3.4 主缆施工阶段线形分析68-74
• 3.4.1 施工过程模拟68-70
• 3.4.2 施工阶段主缆控制点变化分析70-74
• 3.5 主缆线形计算方法适用性分析74-78
• 3.5.1 主缆成桥线形计算方法适用性74-76
• 3.5.2 主缆空缆线形计算方法适用性76-78
• 3.6 本章小结78-80
• 第四章 主缆无应力索长计算分析80-91
• 4.1 抛物线法80-81
• 4.2 分段悬链线法81-82
• 4.3 有限元法82-85
• 4.4 索鞍无应力索长修正85-87
• 4.4.1 计算理论85-87
• 4.4.2 修正结果87
• 4.5 无应力索长对比分析87-90
• 4.6 本章小结90-91
• 第五章 主缆线形参数影响分析91-111
• 5.1 主缆线形影响参数91-92
• 5.2 主缆弹性模量影响92-97
• 5.2.1 弹性模量方案选取92-93
• 5.2.2 弹性模量对主缆线形影响分析93-97
• 5.3 索股自重影响97-101
• 5.3.1 索股自重荷载集度方案选取97
• 5.3.2 索股自重对主缆线形影响分析97-101
• 5.4 主缆跨度影响101-104
• 5.4.1 主缆跨度方案选取101-102
• 5.4.2 主缆跨度对主缆线形影响分析102-104
• 5.5 温度影响104-110
• 5.5.1 温度效应计算原理104-105
• 5.5.2 温度变化方案选取105-106
• 5.5.3 温度变化对主缆线形影响分析106-110
• 5.6 本章小结110-111
• 结论与展望111-113
• 参考文献113-116
• 攻读学位期间取得的研究成果116-117
• 致谢117

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1074968