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大跨度钢箱提篮系杆拱桥吊杆索力确定及优化
| 论文题名： | 大跨度钢箱提篮系杆拱桥吊杆索力确定及优化 |
| 关键词： | 钢箱提篮系杆拱桥;吊杆索力;刚性支承连续梁;内力平衡;荷载系数 |
| 摘要： | 钢箱提篮系杆拱桥具有承载强、自重轻、跨度大、抗震好、造型优美等特点，近年在大跨度桥梁中应用越来越多，深受设计师喜爱。随着大跨度系杆拱桥的快速发展，吊索的索力确定与索力优化也成为工程界中人们关心的重点，如何确定出最合理的吊索力尤为重要。本文基于跨涪江大桥的某下承式钢箱系杆提篮式拱桥，此桥梁采用新型辐射形吊索，与垂直吊索相比，辐射形吊索靠近拱脚两侧的短吊索更长，相同的内力下，索长更长受力就更稳定，就不易发生突然断裂现象。因此作者运用MidasCivil建模分析方法，首次对吊索的索力确定以及索力优化等内容展开研究。主要工作与研究成果如下： （1）依托某大跨度钢箱提篮系杆拱桥，采用MidasCivil建立全桥模型。主要采用了刚性支承连续梁法、零位移法、内力平衡法、最小弯曲能法来计算成桥吊索内力。在刚性支承连续梁法得到的吊索力作用下，拱肋位移达到了46cm，拱脚弯矩也太大，因此刚性支承连续梁法不能满足此桥受力的目标状态，这与其他拱桥可以采用刚性支承连续梁法有所不同。零位移法与内力平衡法得到的各吊索力相差太大，易导致吊索受力不均断裂。最小弯曲能法得到的吊索力较均匀，全桥弯矩和位移也满足要求，选取此法得到的吊索内力作为成桥初始索力。 （2）运用未知荷载系数法和等频率法优化初始索力，主要考虑了桥梁短吊索受力较小，长吊索受力较大的要求，在对比两种方法得到的索力、弯矩和位移后，最终选择索力分布均匀，弯矩和位移都较小的未知荷载系数法得到的吊索内力作为设计索力。 （3）在计算施工过程吊索张拉顺序中，本文模拟了三种不同张拉顺序，在对比三种方案下的拱肋弯矩、系梁弯矩、拱肋位移和系梁位移，最终选择对拱肋和系梁影响最小的方案二，从跨中依次对称张拉至拱脚。确定张拉顺序后采用正装迭代法和倒拆法等方法计算吊索初张拉力，计算过程中表明正装迭代法法精度更高，全桥受力更好，吊索初张拉力更小，便于现场操作。 本文通过理论计算与有限元模拟计算对某大跨度钢箱系杆提篮拱桥的吊索内力进行了确定及优化，对施工过程索力张拉进行了研究，针对辐射形吊索的研究成果对以后同类型提篮拱桥提供一定的参考价值。 |
| 作者： | 熊倩 |
| 专业： | 安全工程 |
| 导师： | 王彬力;卢国胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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