[博士]混凝土自錨式懸索橋設計理論研究

內容簡介

　　[博士]混凝土自錨式懸索橋設計理論研究　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：大連理工大學　　學位年度：2003　　自錨式懸索橋作為一種特殊懸索橋橋型，在沉寂了多年之后，現(xiàn)在又重新引起工程界的興趣。它保留傳統(tǒng)的懸索橋橋型，以其優(yōu)美、錯落有致的外形受到工程師們的青睞。但由于其本身結構的復雜性，國內外對其研究的資料和成果很少。本文主要的研究重點是自錨式懸索橋的靜力設計理論和混凝土自錨式懸索橋的經濟性能優(yōu)化。具體研究了如下內容:　　 1.懸索橋撓度理論微分方程的精度要高于彈性理論微分方程，但其方程是非線性的，而彈性理論方程是線性的。利用廣義大位移變分原理推導出基于撓度理論下的基礎微分方程，并得出自錨式懸索橋撓度理論下的基礎微分方程等同于地錨式懸索橋在彈性理論下基礎微分方程，從而揭示出自錨式懸索橋更適合于彈性理論分析這一問題的實質?！　? 2.對一座中等跨度的正在進行施工中的混凝土自錨式懸索橋—撫順萬新橋進行了詳細的設計探索和計算分析。以一座已通車的混凝土自錨式懸索橋—大連金灣橋為例，分析比較混凝土自錨式懸索橋結構的力學特性，研究其拱度、矢跨比變化時引起的內力變化規(guī)律，研究混凝土收縮、徐變對內力影響的規(guī)律以及與地錨式懸索橋的差別。對于中小跨度的自錨式懸索橋來講，除了主梁的軸力偏大以外，結構的其余內力與地錨式懸索橋的差別不是很大，差值在10%以內。拱度和混凝土的收縮、徐變的影響比較明顯。與相應的水平加勁梁和不考慮收縮、徐變影響的計算結果比較，差值均在20%以上。彈性理論適合于中小跨度的自錨式懸索橋的設計和計算?！　? 3.混凝土自錨式懸索橋材料特性、幾何尺寸的隨機性對結構的響應的影響是比較顯著的。本文先對自錨式混凝土懸索橋進行確定性的幾何非線性分析，然后采用響應面法進行非線性隨機靜力分析。最后針對一座在建的自錨式混凝土懸索橋，計算了在豎向活載作用下材料、幾何尺寸的隨機性對主梁的結構影響，并對各參數(shù)的影響進行了靈敏度的分析，結果表明主梁的隨機影響最大，響應面法是一種很有效的隨機分析方法。主成份分析法對于非線性回歸模型的主要變量的影響分析是比較有效的?！　? 4.建立了基于響應面方法上的混凝土自錨式懸索橋材料造價函數(shù)的優(yōu)化模型。對吉林蘭旗松花江大橋的上部結構的材料造價進行了優(yōu)化研究，通過優(yōu)化分析可以得到相對性價比比較高的構造尺寸。得出了混凝土自錨式懸索橋最佳的矢跨比在1/7左右。證實了目前正在施工的設計方案是可選的。

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