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原文传递襄阳汉江三桥结构静动力特性研究

论文题名：	襄阳汉江三桥结构静动力特性研究
关键词：	大跨度斜拉桥;静力特性;动力特性;有限元模型;结构分析
摘要：	大跨度斜拉桥以其突出的跨越能力和优美的美学效果，近年来在国内外呈现广泛应用和飞速发展的态势，已成为许多交通工程的地标建筑和生命线工程。鉴于其在交通领域的重要作用，以及传感器技术、计算机信息和通讯技术、现代工程检测技术等的快速发展和援助，国内外的很多大跨度斜拉桥都建立了或拟建立运营期长期健康监测系统，以便依据实时监测的大桥结构物理数据对大桥的结构响应状态作出评价，发挥预警报警的重要功能。襄阳汉江三桥是襄阳市内环线快速通道上的景观性和控制性大跨度斜拉桥，目前主体工程临近完工，也要建立营运期长期健康监测系统。大跨度斜拉桥虽利用了带共性的承载原理，但不同的大跨度斜拉桥在建筑材料、场地水文地质、结构构造、施工等方面都存在特定的差异和鲜明的特色，在根据成桥荷载试验和服役期监测数据进行有限元模型修正，以及利用修正的有限元模型进行大量的结构计算分析，从而设定长期健康监测系统的结构响应阈值之前，对要建立长期健康监测系统的大跨度斜拉桥进行全面的静、动力特性研究是有重要意义的。　　本论文正是瞄准为长期健康监测系统服务这一目标，对襄阳汉江三桥的合理成桥状态和营运期结构的静、动力响应特性展开深入细致的研究分析，以期准确把握其结构反应特性和影响因素，为后续的有限元模型修正和监测系统中结构响应阈值的设定奠定可靠的基础。　　本论文首先依据设计图纸，利用MIDAS/CIVIL软件建立了襄阳汉江三桥的初始空间有限元模型，采用常用的索力优化原理中的影响矩阵法计算得到了大桥的合理成桥状态，对此状态的分析证明了其合理性，并全面计算分析了大跨度斜拉桥的垂度效应、P-delta效应、大位移效应、梁端刚域、桩土相互作用等因素对成桥状态结构响应的影响，得出了一些有意义的结论;接着以此合理成桥状态为基础，详尽计算分析了襄阳汉江三桥在服役期所有恒载、活载的合理组合工况的结构静力特性，包括了对结构位移、支座反力、主梁内力及应力、索塔内力及应力、斜拉索索力等的计算结果分析，并与得到的一部分设计单位计算结果作了比较，分析结果表明该桥营运期的结构响应规律明确，符合相关规范的要求;最后针对具有重要意义的结构自振特性，用近似公式计算分析了襄阳汉江三桥的纵飘、竖弯和扭转基频，并分别用MIDAS/CIVIL有限元模型和ANSYS有限元模型对比计算分析了大桥结构的前十阶固有频率与振型特点，也分析研究了垂度效应、P-delta效应、大位移效应、梁端刚域、桩土相互作用等因素对其自振特性的影响，同样得出了一些有一定价值的结论。　　最后一章对前面三章的计算分析结果进行了汇总总结，并对后续的有价值的研究工作进行了展望。
作者：	刘金虎
专业：	工程力学
导师：	谢官模
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文