[碩士]空間主纜自錨式懸索橋成橋狀態(tài)確定方法的研究

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　　[碩士]空間主纜自錨式懸索橋成橋狀態(tài)確定方法的研究　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：長沙理工大學　　學位年度：2010　　空間主纜自錨式懸索橋由于主纜和吊索形成了一個三維索系，其景觀效果好，抗風能力強，動力性能優(yōu)，同時無需大體積錨碳能較好適應(yīng)不良地質(zhì)地段，因而它在中小跨徑橋型中越來越受到重視。懸索橋設(shè)計時，一般先根據(jù)橋梁的總體布置和經(jīng)驗確定成橋狀態(tài)的一些參數(shù)，如主纜控制點(包括錨固點和IP點等)坐標、矢跨比、吊索布置和橋面線形等，再計算成橋狀態(tài)主纜線形、纜力、主纜長度、吊索長度等，最后通過與成橋狀態(tài)之間的內(nèi)在聯(lián)系(各構(gòu)件的無應(yīng)力長度保持不變)迭代求得空纜狀態(tài)、鞍座基準回退量、主纜無應(yīng)力長度以及各施工階段結(jié)構(gòu)狀態(tài)的倒退分析過程。因此，懸索橋成橋狀態(tài)的確定至關(guān)重要。本文以杭州江東大橋為研究背景，探討研究了空間主纜自錨式懸索橋合理成橋狀態(tài)的確定方法。主要研究成果如下:　　 1、基于空間主纜自錨式懸索橋受力的內(nèi)在要求，明晰了成橋狀態(tài)確定的總體流程;從主梁受力合理(彎矩合理)的要求出發(fā)，獲得了成橋狀態(tài)吊索合理豎向力的確定方法;在闡述空間主纜找形解析法基本方程和吊索豎向力確定方法的基礎(chǔ)上，給出了能確保收斂的空間主纜找形和吊索參數(shù)計算的具體步驟和方法;根據(jù)成橋狀態(tài)吊索僅在橫橋向傾斜的條件，推得了空間主纜線形變化剛度計算的遞推公式。從而建立了概念明確、思路清晰、便于編程的空間主纜自錨式懸索橋成橋狀態(tài)線形確定的高效高精度方法?！　? 2、以鞍座理論頂點為順延懸鏈線交點的定義為基礎(chǔ)，詳細討論了空間鞍座設(shè)計位置的確定問題。建立了空間主纜索鞍的空間計算模型，從力學和幾何關(guān)系出發(fā)，導出了確定空間主纜索鞍鞍座設(shè)計位置的13元非線性方程組，用牛頓一拉菲森迭代法求解，給出了迭代格式與步驟，推導了雅可比矩陣，明確了鞍設(shè)計位置對主纜進行修正，獲得主纜精確無應(yīng)力長度?！　? 3、基于上述理論，編制了確定空間自錨式懸索橋成橋狀態(tài)以及施工過程倒退模擬分析軟件:用該軟件對杭州江東大橋進行了詳細的計算分析。杭州江東大橋的工程實例表明了本文方法的高效率、高精度。

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