自錨式懸索橋主梁拱度對(duì)靜動(dòng)力特性的影響分析.pdf

1、自錨式懸索橋在近年來(lái)在城市橋梁中得到了廣泛應(yīng)用,但自錨式懸索橋的主梁受到巨大的軸向壓力,受力特點(diǎn)也由地錨式的柔性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為壓彎結(jié)構(gòu)。因此,主梁為抵抗巨大的軸力與彎矩而要增加橫截面積及自身強(qiáng)度,這樣就會(huì)造成材料和費(fèi)用的增加。對(duì)此,本文提出設(shè)置主梁拱度來(lái)抵消部分軸壓力,改善自錨式懸索橋的受力特性。以某跨度布置為(75.0+200.0+75.0)m的自錨式懸索橋?yàn)槔?分別建立了主梁拱度為0.5％,1.0%,1.5%,2.0%,2.5%,3.0

2、%(分別對(duì)應(yīng)矢高0.438m,0.875m,1.313m,1.750m,2.188m,2.625m)時(shí)的三維空間有限元分析模型,分析了其在成橋階段二期恒載作用時(shí),由主纜與主梁共同組成的受力體系在靜力性能與動(dòng)力性能方面的響應(yīng)。主要內(nèi)容如下:
　　(1)回顧了自錨式懸索橋的發(fā)展歷程,目前國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,自錨式懸索橋的主要結(jié)構(gòu)形式、受力特點(diǎn)、主要構(gòu)造及相應(yīng)功能。
　　(2)闡述了懸索橋計(jì)算的基本計(jì)算分析理論如:彈性理論、撓度理論

3、、有限元理論,并論述了針對(duì)于自錨式懸索橋的非線性有限元分析方法及自錨式的非線性響應(yīng)。
　　(3)基于自錨式懸索橋主梁壓彎受力情況,從理論計(jì)算上專門研究了設(shè)置主梁拱度時(shí),拱度變化對(duì)自錨式懸索橋在力學(xué)性能方面的影響,并論述了MIDAS/Civil軟件模型建立時(shí)各個(gè)部分的模擬。
　　(4)通過(guò)成橋階段二期恒載作用時(shí)靜力性能分析可知,設(shè)置主梁拱度可以部分有效的減小主纜的軸力跨中撓度及主梁的軸力、彎矩和跨中撓度,即對(duì)懸索橋的靜力性能產(chǎn)

4、生明顯的有利影響。并且這種改善會(huì)隨著拱度的增加而增加,因此,在滿足橋面縱向坡度的情況下,可盡量的增加主梁的跨中拱度。
　　(5)通過(guò)成橋階段二期恒載作用時(shí)動(dòng)力性能分析可知,主梁拱度的設(shè)置進(jìn)一步強(qiáng)化了自錨式懸索橋中主梁為壓彎構(gòu)件的受力性能,使主梁由單純的平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為空間結(jié)構(gòu),也就相當(dāng)于在主梁上加設(shè)了縱向拱肋,因此,可提高橋梁的抗彎剛度,增強(qiáng)橫橋向穩(wěn)定性,進(jìn)而有效的改善橋梁的自由振動(dòng)特性。另外主梁拱度還可以明顯改善橋梁在動(dòng)荷載作用下