[碩士]自錨式斜拉—懸索協(xié)作體系橋結(jié)構(gòu)性能分析

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　　[碩士]自錨式斜拉—懸索協(xié)作體系橋結(jié)構(gòu)性能分析　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：大連理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2006　　自錨式斜拉一懸索協(xié)作體系橋作為一種全新的結(jié)構(gòu)體系，兼?zhèn)渥藻^式懸索橋和斜拉橋的優(yōu)點(diǎn)，而又各有不同，結(jié)構(gòu)體系更為復(fù)雜，目前該橋型國(guó)內(nèi)外尚無(wú)先例。本文結(jié)合工程實(shí)際，在自錨式斜拉一懸索協(xié)作體系橋的靜力性能、模型試驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行了分析探討，具體工作和研究結(jié)果如下:　　 (1)基于有限元理論，考慮多種非線性因素，對(duì)大連跨海大橋主通航孔主跨800m的自錨式混合梁斜拉一懸索協(xié)作體系橋的靜力行為進(jìn)行了分析。分析表明:協(xié)作體系橋的剛度較接近于斜拉橋，而比懸索橋提高很多。在內(nèi)力分析中，可知自錨式協(xié)作體系的加勁梁軸壓力很大，其優(yōu)點(diǎn)是為運(yùn)營(yíng)階段斜拉區(qū)混凝土主梁儲(chǔ)備了較大的壓應(yīng)力;缺點(diǎn)是當(dāng)主梁上下緣壓應(yīng)力超過(guò)規(guī)范要求時(shí)，需要增加主梁截面積;針對(duì)該體系可能存在的端吊索疲勞問(wèn)題，通過(guò)交接區(qū)增加交叉吊索，設(shè)置輔助墩，增大吊索面積，降低吊索恒載軸力等措施有效地降低了端吊索的應(yīng)力幅，實(shí)現(xiàn)對(duì)端吊索的疲勞控制;針對(duì)交接區(qū)可能存在的變形和內(nèi)力突變問(wèn)題，由于采用自錨體系，懸索區(qū)和斜拉區(qū)主梁均為壓彎構(gòu)件，并且設(shè)置了交叉吊索，交接區(qū)內(nèi)力也沒(méi)有間斷，其變形也沒(méi)有太大的突變?！　? (2)通過(guò)全橋模型試驗(yàn)，對(duì)自錨式斜拉一懸索協(xié)作體系橋的靜力性能和動(dòng)力特性進(jìn)行了研究，與基于有限元理論的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。從理論計(jì)算值與模型實(shí)測(cè)值的比較可以看出，撓度值、應(yīng)變值以及自振頻率的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值非常接近，說(shuō)明模型試驗(yàn)中的各種參數(shù)模擬與假定都是正確的，用有限元理論分析協(xié)作體系橋是可行的。　　 (3)推導(dǎo)了纜索承重橋梁的纜索用鋼量、塔柱和加勁梁用鋼量的簡(jiǎn)化算法，討論了主纜矢跨比、邊跨與主跨跨度比、索塔高度與主跨比、吊跨比等參數(shù)對(duì)纜索承重橋梁用鋼量的影響，比較了三者的經(jīng)濟(jì)性，可知跨徑在1000m左右時(shí)懸索橋造價(jià)最高，斜拉橋最小，協(xié)作體系接近與斜拉橋。因此相比于懸索橋，在大連跨海大橋采用自錨式協(xié)作體系方案大大降低了工程造價(jià)。

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