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混凝土自锚式悬索桥的力学性能分析与试验研究
| 论文题名： | 混凝土自锚式悬索桥的力学性能分析与试验研究 |
| 关键词： | 自锚式悬索桥;混凝土;力学性能;反应谱;模型试验 |
| 摘要： | 自锚式悬索桥由于省去了庞大的锚碇,相对降低了造价,外形也比较美观,因此,越来越受到人们的青睐,成为城市市区中小跨径桥梁极具竞争力的方案.该文在总结国内外相关文献的基础上,对混凝土自锚式悬索桥的静力性能和动力性能进行了较为系统的分析,并结合一座正在建设的混凝土自锚式悬索桥的模型试验对理论计算进行了验证,主要结论如下:(1)以抚顺市万新大桥为背景,研究了混凝土自锚式悬索桥的静力性能,分析比较了混凝土自锚式悬索桥与地锚式悬索桥的差别,自锚式悬索桥的跨中弯矩和挠度均比地锚式悬索桥的要大一些,这主要是因为自锚式悬索桥主梁中存在着巨大的锚向压力,从而降低了主梁的刚度.弹性理论和非线性有限元模型计算结果比较接近,对于中小跨径的自锚式悬索桥,弹性理论完全可以进行设计计算和分析.混凝土的收缩、徐变对结构的影响比较明显,主梁的跨中挠度和弯矩均与主跨矢跨比、主梁拱度、主缆和吊索的弹性模量成反比,增大加劲梁的抗弯惯性矩能有效减少主梁的跨中挠度,但同时也使主梁跨中的弯矩大大增加.(2)基于有限元原理,建立了万新大桥的动力计算模型,给出了万新大桥的前20阶频率和相应的振型.从结果来看,该桥的自振周期较长,第一阶振型对应的周期达到了2.19秒,体现了悬索桥的柔性结构的特性.与同一跨径和结构参数的地锚式混凝土悬索桥相比,混凝土自锚式悬索桥的自振周期略长一些,说明自锚式体系要比同样结构参数的地锚式体系的刚度要小一些.用反应谱法计算了万新大桥的地震反应,计算结果表明,竖向地震分量对结构的影响较大.(3)以万新大桥实桥为基础,于大连理工大学桥梁工程研究所实验室制作了1:40的试验模型.对试验模型进行了静力试验和动力试验,试验结果与理论计算吻合较好,验证了理论计算中的各种模拟与假定的正确性.同时试验也表明:对于中小跨度的混凝土自锚式悬索桥,在成桥状态,受力行为基本是线弹性的,可以用线弹性理论进行分析.研究结果可用于指导实桥的设计和施工. |
| 作者： | 张洪金 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 邱文亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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