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自锚式悬索桥主缆线形计算与分析
| 论文题名： | 自锚式悬索桥主缆线形计算与分析 |
| 关键词： | 自锚式悬索桥;几何非线性;主缆线形;空间缆索;索鞍位置 |
| 摘要： | 近年来，随着我国交通建设事业的发展，悬索桥跨度不断增大，几何非线性的影响愈加突出，宽跨比不断减小，而桥梁必需的使用宽度是有限的，从而使得桥梁得横向刚度也不断减小，这就要求设计人员能够寻求一种更为合理的悬索桥体系，来提高桥梁的整体刚度，而空间缆索的悬索桥由于主缆和吊索组成了一个三维的体系，在对竖向承载能力影响不大的情况下，缆索系统的横向承载能力得到显著的提高，从而大大提高了整个桥梁的横向刚度和抗扭刚度。平面体系下的悬索桥分段悬链线理论已经非常成熟，本文在平面体系的基础上推导了一套适合计算空间体系悬索桥的计算理论，并以广州猎德大桥为工程背景，对其做了计算分析。 本文的主要内容如下： (1)以既有的平面体系下的分段悬链线理论为基础，推导了空间体系下的分段悬链线计算理论。采用牛顿拉斐逊迭代法分析了悬索桥线形计算中已知内力及跨度求索长和已知跨度、高差、索长求内力的索段数值计算的两类问题。 (2)以分段悬链线理论为基础，以悬索桥的目标成桥理想状态为出发点，具体阐述了悬索桥结构计算所应遵循的基本原理，其中将主缆在索鞍处的修正计算归纳为分离计算法和迭代逼近计算法，将空间缆索悬索桥塔顶鞍座归纳为水平母线鞍座和倾斜母线鞍座两类，以鞍座理论顶点为顺延悬链线交点的定义为基础，详细讨论了倾斜母线鞍座设计位置的确定问题。从力学关系和几何特征出发，导出了倾斜母线索鞍位置确定的11元非线性方程组，采用牛顿一拉斐森迭代法进行求解，给出了迭代格式与步骤，推导了雅可比矩阵，论证了迭代初值的确定方法，明确了约束条件，明确了索鞍顶部主缆无应力长度的计算方法。 (3)以分段悬链线理论为基础，推导了空间悬索的线形变化刚度，建立了悬索桥在空缆阶段和成桥阶段的主缆线形计算理论，利用matlab软件编制了计算空缆与成桥线形的程序，同时以广州猎德大桥为背景，对其做了相应的计算分析。 |
| 作者： | 姚明 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李传习 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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