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原文传递混凝土自锚式悬索桥静力性能研究

论文题名：	混凝土自锚式悬索桥静力性能研究
关键词：	混凝土自锚式悬索桥;设计方法;构造特点;受力性能
摘要：	自锚式悬索桥保留了传统地锚式悬索桥的特点,以美观的外形、优美的线条、以及良好的经济性能和对地形地质状况的强适应性等优点,使得自锚式悬索桥在桥型方案比选中占有一定的优势。本文以钦州市子材大桥—两塔三跨混凝土自锚式悬索桥为工程背景,对混凝土自锚式悬索桥的合理成桥状态、主缆索股的下料长度、空缆线形的架设、结构参数比选等问题进行了分析和研究。主要工作内容和成果如下: 　　首先,结合混凝土自锚式悬索桥的发展历史、构造特点、受力特点和应用现状,对自锚式悬索桥的理论研究、试验研究以及设计方法研究进行综述。　　其次,对悬索桥的三种计算理论即弹性理论、挠度理论、非线性有限元理论进行了阐述。介绍了混凝土自锚式悬索桥非线性有限元分析方法和非线性影响因素,研究分析了主缆垂度效应、大位移效应、初始内力效应、支架接触非线性、混凝土收缩徐变等因素对自锚式悬索桥的受力性能的影响。　　第三,本文利用Midas/Civil建立有限元模型,研究分析了混凝土自锚式悬索桥合理成桥状态的确定方法—影响矩阵原理法,分别将影响矩阵原理应用于地锚式悬索桥算例和钦州市子材大桥的索力优化计算,求得了较为理想的成桥状态。对于几何非线性特征明显的索支撑结构,影响矩阵的求解需通过迭代计算更新,影响矩阵原理法做索力优化计算的关键之处在于确定合理的受调向量。　　第四,分别介绍了主缆无应力索长的计算方法:抛物线法和分段悬链线法。因分段悬链线法考虑的较为精细,计算结果较抛物线法更为精确。考虑鞍座修正和锚固段索长修正,将分段悬链线法应用于子材大桥的无应力索长计算。得到了精确的索股下料长度。对影响主缆索股下料的因素:恒载、主梁与吊索的刚度、吊杆刚度、主缆弹性模量、施工误差等做了研究分析。对基准索股的架设做了研究分析,建立了主缆垂度与无应力索长、塔偏、主梁跨度、索塔高度、温度的对应关系。　　最后,本文通过静力计算和参数分析对自锚式悬索桥静力性能进行进一步研究。参数分析研究了矢跨比、边中跨比、主梁拱度、主梁抗弯刚度、索塔高度、混凝土收缩徐变等对内力变化的影响,结果表明:增大主缆矢跨比和加劲梁拱度,可以提高结构刚度,减小活载产生的内力;边中跨比的增大使得结构的挠度增大,减小了结构的整体刚度;拱度的增大相应的增大了主梁的刚度;加劲梁抗弯刚度的增加提高了自锚式悬索桥的整体刚度,对应的加劲梁的正负弯矩都增大;存在着最为合适的索塔高度使得主跨跨中弯矩最小;加劲梁的混凝土收缩徐变对结构变形和内力有较大影响,确定主缆空缆线形时应考虑在内。　　通过对上述几个问题的研究分析,较全面的掌握了混凝土自锚式悬索桥静力性能,本文的计算数据和分析结论可为同类桥梁的设计、施工、施工控制等提供参考。
作者：	袁学伦
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	狄谨
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文