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大跨径缆索承重桥梁梁端位移及组合方法研究
| 论文题名： | 大跨径缆索承重桥梁梁端位移及组合方法研究 |
| 关键词： | 悬索桥;斜拉桥;地震作用;梁端位移;一次二阶矩;支座摩阻力 |
| 摘要： | 大跨度缆索承重桥梁由于刚度小,在荷载和自然因素作用下的梁端位移较大。梁端位移不仅是梁端附属装置和梁端构造的一个重要设计参数,也是缆索承重体系桥梁健康监测的重要参数之一。因此,研究影响梁端位移的作用因素、结构因素及梁端位移作用效应的组合方法有重大的工程价值和意义。论文以斜拉桥和悬索桥体系为研究对象,采用有限元方法系统研究了产生梁端位移的作用因素；基于可靠度理论研究了梁端位移作用效应组合及组合的分项系数；提出了梁端附属装置和梁端构造位移参数的设计方法。论文的主要研究成果如下: 1、系统研究了温度、汽车、静风和地震作用对斜拉桥和悬索桥梁端位移和转角的影响。针对不同的缆索承重桥梁结构形式,明确了需计算的梁端位移和转角类别及计算时应考虑的作用因素。其中关于梁端转角的研究表明:目前梁端附属装置横桥向轴的转角限值(±0.02rad)不能满足所有缆索承重桥梁的要求,需进行针对性的设计。 2、系统研究了辅助墩、支座摩阻力和塔梁连接方式对梁端位移和转角的影响,明确了缆索承重桥梁的梁端位移预测时需考虑的结构因素。其中采用刚-塑性刚度模型研究了支座摩阻力对静态下梁端位移的影响,指出在斜拉桥梁端纵向位移计算时需考虑支座摩阻力的影响。塔梁之间弹性索能有效减小汽车、静风和桥塔梯度温差作用下的梁端纵向位移；由于地震动频谱的影响,弹性索并不总是减小地震作用下的梁端纵向位移。 3、针对影响梁端位移的作用因素,首次基于可靠度分析的一次二阶矩理论建立了梁端位移作用效应组合方法。根据梁端附属装置的特点确立了梁端附属装置的设计基准期和目标可靠度指标,利用作用的概率分布函数推导了梁端附属装置设计基准期内的最大值分布,并确定了作用效应组合的分项系数。该组合方法的突出优点是充分考虑了作用效应的特性和概率分布,具有明确的可靠度指标,方便和实用。 4、基于梁端位移的影响因素和作用效应组合的研究成果,充分考虑了梁端各方向的变位,改进了梁端附属装置和梁端构造的位移参数的设计方法。 |
| 作者： | 王统宁 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘健新 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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