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斜拉-悬索协作体系桥合理结构状态及抗风性能研究
| 论文题名： | 斜拉-悬索协作体系桥合理结构状态及抗风性能研究 |
| 关键词： | 斜拉-悬索协作体系桥;成桥状态;主缆线形;索力优化;抗风性能 |
| 摘要： | 斜拉-悬索协作体系桥是一种将斜拉桥和悬索桥的主要构件组合而成的桥梁，集合了这两种桥型优点的同时，具有更强的跨越能力和抗风性能。近年来，随着大跨度缆索承重桥梁设计、施工技术的不断进步和桥址环境的日趋复杂，这种桥型逐渐受到国内外桥梁专家的关注，实际工程的建设也持续向着更大跨度迈进。协作体系桥合理成桥及施工过程的计算方法和抗风性能相较于斜拉桥和悬索桥有不少区别，因此有必要对其展开系统性研究，为该桥型的推广应用提供理论依据和技术支撑。本文以斜拉-悬索协作体系桥为研究对象，利用理论分析和数值模拟相结合的方法开展了以下工作： （1）对斜拉-悬索协作体系桥合理成桥状态的计算方法进行了研究。利用分段悬链线理论计算了协作体系桥成桥状态下主跨和边跨的主缆线形；在此基础上，基于有限元理论，采用内外重迭代相结合的方法，考虑索力变化引起的非线性效应，建立索力和塔梁结构弯曲应变能的函数关系，再将非线性规划理论应用其中，实现索力的优化。此外，对结合区处斜拉索力和吊索力的分配比例也进行了对比研究。 （2）对协作体系桥的合理施工过程进行了研究。基于斜拉索在施工过程中可多次张拉的特点，以施工中的安全性能和顺利合龙为目标，建立了施工过程中索力的多目标优化方法，设计了一种合理施工索力的计算流程。分析对比了悬臂法施工中跨中合龙、结合区合龙的特点和优势，并对方案中主梁的合龙位置进行了比较。 （3）对协作体系桥的静风稳定性能进行了研究。基于有限元法，利用增量与内外重迭代结合的方法计算了桥梁静风失稳临界风速以及失稳形态；分析了不同参数对协作体系桥静风稳定性能的影响；并将结果与等主跨的斜拉桥和悬索桥进行了对比分析。 （4）对协作体系桥的颤振稳定性能进行了研究。利用全模态方法计算了颤振失稳临界风速和失稳形态，分析了不同参数对该体系桥梁颤振稳定性能的影响；并与等主跨的斜拉桥和悬索桥进行了对比。 |
| 作者： | 李东民 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张文明;张建东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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