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悬索桥隧道锚数值分析与工程应用研究
| 论文题名： | 悬索桥隧道锚数值分析与工程应用研究 |
| 关键词： | 悬索桥;隧道式锚碇;受力变形;破坏机理;数值计算 |
| 摘要： | 锚固系统是悬索桥的重要组成部分，地锚式悬索桥的锚固系统一般可以分为重力式锚碇，土锚锚碇以及隧道式锚碇。在山区等特殊地形建造悬索桥时，隧道式锚碇因其工程量少、造价低，与周围环境相适宜等优点，相比其他锚固方案具有巨大优势。但是，目前国内外采用隧道式锚碇的工程实例较少，对锚碇的受力与破坏机理研究尚不够清楚，因此对于隧道式锚碇的研究很有必要。本文以丹东战备桥为工程背景，对隧道锚的受力变形规律进行研究，并希望为类似工程的设计方法提供一定的参考。本文的主要内容可分为以下几个部分: (1)在前人研究的基础上，总结了隧道式锚碇在现有工程实例中的构造形式，锚固系统的可能破坏模式以及锚固系统稳定性计算方法。 (2)研究了隧道锚数值计算中的一些要点问题，包括初始应力场的模拟方法，岩土材料不同屈服条件的比较，软弱夹层的模拟方式与接触分析的要点，以及锚碇施工过程数值模拟的实现方法。 (3)利用通用有限元软件Ansys，建立锚碇-围岩系统的粘结计算模型与摩擦计算模型。研究随着主缆力的变化，锚固系统的变形规律与破坏过程。通过研究粘结模型与摩擦模型的受力区别，比较两种模型关键计算结果的误差，得到粘结模型的适用范围。 (4)以丹东某战备桥为工程实例，提出了该桥隧道式锚碇的构造设计方案，利用岩土工程专用有限元软件Midas，建立锚碇-围岩系统的三维弹塑性数值计算模型，并对锚固系统进行了施工阶段分析与运营阶段分析，得到了锚固体系在施工与运营阶段的受力与变形特征。验证了隧道锚施工过程中围岩的稳定性，证明了在运营阶段段，锚固系统是足够安全的，具有7倍的超载稳定性。 |
| 作者： | 周世轩 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 檀永刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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