[碩士]懸索橋初態(tài)及施工過程的精細算法

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　　[碩士]懸索橋初態(tài)及施工過程的精細算法　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：湖南大學　　學位年度：2009　　懸索橋是目前跨越能力最大的一種橋型，在跨江、跨海工程中具有無可比擬的優(yōu)勢。計算理論的發(fā)展，計算方法的改進，使懸索橋的安全系數(shù)由最初的4.0降低至2.5。并且隨著跨徑的增大，為了節(jié)約資金，方便施工，懸索橋構件尺寸不能與跨徑同比例增大，可能導致某些構件安全儲備較低，因此需要對懸索橋的各個狀態(tài)、各個構件進行更加精確的分析，以保證其安全性。本文就是在分段懸鏈線法的基礎上，分析了彈性伸長導致自重集度改變、自重垂度導致彈性模量折損以及溫度效應等因素對懸索橋線形及受力的影響?！　? ANSYS和MIDAS是懸索橋計算中的重要工具，本文運用這兩種有限元軟件對吉茶公路上的特大型懸索橋—矮寨大橋進行分析，將有限元計算結果與數(shù)值計算結果比較，結果吻合良好，證明了數(shù)值計算程序的正確性。　　為了提高橋梁整體的抗風性能，加勁梁的吊裝可以采用逐段剛接的方法。為了考察逐段剛接的方法是否適合于矮寨大橋，本文用ANSYS模型模擬了全鉸結和逐段剛結兩種施工工藝，通過對比分析，發(fā)現(xiàn)逐段剛結法對主纜的受力影響不大，對加勁梁的影響很大，施工階段加勁梁受力甚至比成橋更大，但應力仍在材料的承載力范圍以內(nèi)，因此逐段剛結在矮寨大橋上也是適用的。　　索鞍是懸索橋中一個重要的構件，它直接約束著主纜的變形。以前的設計計算往往直接以理論頂點作為計算依據(jù)，沒有考慮鞍座的影響，這樣是不精確的，對成橋標高的影響比較大。直到近期，人們才開始研究索鞍對線形的影響，但如何進行鞍座處主纜長度修正仍沒有統(tǒng)一答案。本文在己有文獻的基礎上，提出了一種有效計算修正長度的方法?！　? 在得到驗證的FORTRAN程序基礎上，本文創(chuàng)新性地將索鞍修正引入各施工階段的迭代程序中，以保證修正后的無應力長度始終相等。本文著重考察了索鞍對成橋狀態(tài)的主纜線形、空纜和各施工狀態(tài)的主纜線形及預偏量的影響。通過FORTRAN編程計算，比較理論頂點、傳統(tǒng)幾何方法和索鞍迭代求解三者的預偏結果，發(fā)現(xiàn)索鞍對各施工階段的預偏量均有較大影響。用ANSYS對索鞍進行有限元模擬，也可以證實這一點。因此在設計計算中需要考慮索鞍的影響。

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