大跨徑空間纜索體系懸索橋結(jié)構(gòu)性能的對比研究.pdf

1、近年來，隨著懸索橋跨徑的不斷增大，傳統(tǒng)的平行纜索體系懸索橋結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)穩(wěn)定性問題十分突出。為了使得4000m以上超大跨徑的海峽懸索橋滿足抗風(fēng)穩(wěn)定性，本文提出一種新型的單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋，通過試驗(yàn)分析和有限元分析相結(jié)合的方法，對單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋、內(nèi)斂式空間纜索體系懸索橋以及平行纜索體系懸索橋結(jié)構(gòu)的靜動力性能進(jìn)行對比分析，探討這一新型空間纜索體系懸索橋在力學(xué)性能上的優(yōu)勢。主要工作和研究成果如下:
　　本文制作了主跨

2、15m的單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋、內(nèi)斂式空間纜索體系懸索橋以及平行纜索體系懸索橋的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?。在豎向堆載試驗(yàn)中，研究了單葉雙曲面空間纜索懸索橋的重力剛度問題，試驗(yàn)表明，空間纜索懸索橋纜索內(nèi)力分配基本均勻，纜索內(nèi)力增量與荷載關(guān)系基本呈線性關(guān)系，協(xié)同工作能力強(qiáng)。在豎向偏載試驗(yàn)中，單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋表現(xiàn)出更好的抗偏轉(zhuǎn)性，說明其抗扭剛度有較大的提高。水平荷載靜力表明，由于纜索的水平分力和空間纜索整體剛度較大，因而單葉雙曲面空間纜索體

3、系懸索橋纜索具有較大的水平剛度。通過移動車輛荷載試驗(yàn)，研究了移動荷載作用下橋面加勁梁的位移時(shí)程曲線，發(fā)現(xiàn)空間懸索橋橋面蛇形起伏較小，表明空間懸索橋具有較好的行車舒適性。在模型自振特性試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，相較于平行纜索體系懸索橋，單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋具有較大的豎彎頻率和側(cè)彎頻率，這說明其橫向剛度和豎向剛度要大。
　　本文基于ANSYS有限元模型對試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行了仿真分析，有限元模擬計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)實(shí)測值吻合度較好，并開展了三種懸索橋

4、橋型的對比分析研究，驗(yàn)證了單葉雙曲面空間懸索橋具有良好的空間剛度。有限元對比分析表明，單葉雙曲面空間纜索懸索橋豎向剛度略有提高，橫向剛度提高較大，而其抗扭轉(zhuǎn)剛度得到了很大提高，表明新型空間懸索橋?qū)⒕哂辛己玫目癸L(fēng)穩(wěn)定性能。
　　建立主跨4000m級的三種懸索橋有限元模型，從成橋狀態(tài)下的靜力性能、基本動力特性及抗風(fēng)穩(wěn)定性等方面，進(jìn)行單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋、內(nèi)斂式空間纜索體系懸索橋以及平行纜索體系懸索橋的力學(xué)性能對比分析研究。研究