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飞燕式系杆拱桥索力系统优化及安全性能分析
| 论文题名： | 飞燕式系杆拱桥索力系统优化及安全性能分析 |
| 关键词： | 飞燕式系杆拱桥;索力系统优化;可行域;支反力调整;安全性能分析 |
| 摘要： | 飞燕式系杆拱桥以其独特的传力方式和活力律动的空间线条深受大家的喜爱。在多年的建设过程中，其设计经验和施工技术已臻于成熟。但在后期运营过程中，仍然存在诸如边跨端部上挠、三角区端部伸缩缝处错台以及吊杆腐蚀损伤等问题。这些与索力系统紧密联系的问题不仅对桥梁的使用功能造成不可避免的缺陷，也为结构的安全埋下隐患。因此本文以一座全长380m的五跨飞燕式系杆拱桥为背景工程，通过分析索力系统及其相关因素共同作用对结构的影响，对上述问题的机理和安全性能进行分析。主要研究内容如下： （1）利用Midas/civil建立全桥数值模型，应用背景桥梁建设全过程实测数据对数值模型进行了有效性验证，给出了一个模拟精度较高的数值模型和模拟方法。 （2）以优化解决现存问题为目标，分析索力系统中吊杆力分布、系杆力以及配重和温度共同作用的力学机理，得到在满足构件安全前提下的关键参数取值可行域。 （3）依据共同作用机理，结合背景桥梁施工阶段的实际情况，得到各阶段系杆力张拉上下限，并利用影响矩阵法原理确定施工过程各阶段系杆力张拉可行域，最后根据结构受力优化原则确定施工阶段分批张拉系杆方案。 （4）针对背景工程边跨端部上挠的异常情况，根据现场实测数据分析温度对边跨端部的影响。利用实测数据重新计算系杆力-配重量取值可行域，给出一种通过顶升调整支反力的方法，解决了该类桥型边跨支反力较大偏差的通病。 （5）选取四根吊杆进行损伤破断分析，建立吊杆轴力和应力损伤变化曲线，并根据变化曲线给出一种吊杆损伤安全状态评估准则。利用拟动力法依次分析了单根吊杆和双根吊杆连续破断对剩余结构的影响，并对其安全性能进行验证。 |
| 作者： | 王晓伟 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 任伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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