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拉索损伤对双塔双索面联塔斜拉桥的静动力学性能影响分析及模型试验研究
| 论文题名： | 拉索损伤对双塔双索面联塔斜拉桥的静动力学性能影响分析及模型试验研究 |
| 关键词： | 联塔分幅斜拉桥;拉索损伤;单根断裂;力学性能;模型试验 |
| 摘要： | 斜拉索是斜拉桥的主要受力构件，由于受环境因素、材料特性、使用条件等原因产生损伤，往往使得其实际寿命远远低于斜拉桥的设计使用寿命。为探索斜拉索的损伤程度会对斜拉桥自身的力学性能产生多大的影响，按照1/80的缩尺比例制作了联塔斜拉桥的室内试验模型，并建立了斜拉桥的数值模型，对边跨、中跨不同位置的拉索单根断裂工况下斜拉桥静、动力学性能进行了试验研究，并将试验结果与数值分析结果进行对比验证。 （1）单根拉索断裂对斜拉桥力学性能的影响。通过单根拉索索力、主梁挠度和全桥频率的实测和分析，结果表明边跨、中跨跨中位置的拉索断裂对斜拉桥的基频影响较大；数值分析结果和模型实测数据均显示，单根拉索的断裂对斜拉桥基频影响的绝对值较小。 （2）拉索断裂对斜拉桥其他拉索的影响。通过斜拉桥单根拉索断裂后的其他索力进行分析，推导了拉索出现断裂时其他索力重分布的计算公式，并通过数值分析结果得以验证。并分析了拉索的索力、倾角、锚固位置对附近拉索索力的影响；当斜拉桥的某一平衡状态时，其它拉索的索力变化与断索索力失效值成正比。主梁刚度越大，索力重分布的传递距离越远，可以此来判断断索的影响范围；索力变化值与主梁刚度的自然对数成线性关系。同时分析了锚固点位置变化对相邻拉索索力的影响，以此作为断索维修的理论参考。 （3）联塔对斜拉桥力学性能的影响。通过单幅桥施加车辆荷载，用数值分析和模型试验的方法得到全桥的索力、主梁挠度和自振频率及其变化，结果表明：车辆荷载作用对另一幅桥的相关参数影响较小；由此看来，当两幅桥的桥塔连接刚度有限的情况下，可以忽略联塔的影响。 （4）斜拉索腐蚀损伤对斜拉桥力学性能的影响。根据拉索腐蚀对截面的损伤程度以及拉本身索弹性模量的变化，利用数值分析的方法，探索了斜拉索不同腐蚀程度对斜拉桥力学性能的影响。结果表明，边跨和中跨跨中的拉索腐蚀对斜拉桥基频的影响较大。单根拉索腐蚀对桥梁影响相对较小；大部分拉索发生腐蚀时，随着拉索的截面减小和弹性模量减小，斜拉桥的基频也明显的减小。 |
| 作者： | 张新博 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 宁贵霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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