【博士】自錨式懸索斜拉組合體系橋梁模型試驗(yàn)研究【2009】

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　　學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：長(zhǎng)安大學(xué)　　學(xué)位年度： 2009年　　自錨式懸索．斜拉組合體系橋梁是一種嶄新的橋型，兼有自錨式懸索和斜拉橋的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)新穎，造型獨(dú)特、線形流暢優(yōu)美，但作為一種新型結(jié)構(gòu)體系橋梁，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受力不很明晰，自錨式懸索一斜拉組合體系橋梁吊桿張拉施工是一個(gè)復(fù)雜的非線性過(guò)程，困擾橋梁設(shè)計(jì)和施工。特別是本文依托工程江蘇省交通科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(06Y19B)龍城大橋，為空間主纜、空間索面、傾斜拱形橋塔，結(jié)構(gòu)受力更加復(fù)雜，結(jié)構(gòu)是否能夠形成相互協(xié)作的體系，橋梁是否能夠形成理想的線形，如何在施工中保證結(jié)構(gòu)形成理想線形。　　對(duì)該結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行模型試驗(yàn)研究，是很好的解決上述問(wèn)題的方法，但目前試驗(yàn)中存在單一材質(zhì)不適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)橋梁，采用多項(xiàng)材質(zhì)換算參數(shù)多，換算關(guān)系復(fù)雜、工作量大，并且在試驗(yàn)中如何更好的測(cè)試?yán)|索的變形以及吊桿的應(yīng)力。針對(duì)這些問(wèn)題本文主要研究?jī)?nèi)容有：　　1、針對(duì)單一材質(zhì)模型不適合于復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，以相似理論為基礎(chǔ)，提出基于多相材質(zhì)的模型試驗(yàn)理論。根據(jù)量綱理論推導(dǎo)在集中荷載、均布荷載、彎矩作用下，模型與原型相似的應(yīng)力、應(yīng)變、撓度相似判據(jù)。　　2、基于已有復(fù)雜模型換算過(guò)程換算參數(shù)多，換算工作量大的特點(diǎn)，考慮多相材質(zhì)模型中彈性模量的差異，提出將彈模計(jì)入結(jié)構(gòu)剛度考慮的方法，推導(dǎo)了模型配重關(guān)系式，得到了測(cè)量物理量的換算關(guān)系式。并對(duì)依托工程進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，確定模型截面，考慮原型邊界條件，進(jìn)行模型加工制作。　　3、考慮自錨式懸索．斜拉組合體系橋梁的非線性特征，基于有限位移法建立依托工程施工全過(guò)程仿真分析，得到不同施工階段主纜、斜拉索、吊桿、主梁和主塔在不同施工階段的內(nèi)力和位移。通過(guò)模型試驗(yàn)，分析了吊桿張拉方式對(duì)結(jié)構(gòu)體系力學(xué)行為的?！　?、針對(duì)模型試驗(yàn)中結(jié)構(gòu)尺寸小，測(cè)試精度要求高的特點(diǎn)，研制適合于纜索結(jié)構(gòu)的測(cè)力傳感器。針對(duì)模型試驗(yàn)中空間纜索變形，人工測(cè)試精度低、效率差的特點(diǎn)，提出適合于纜索結(jié)構(gòu)變形的測(cè)試方法，并確定測(cè)試方法的適用條件?！　?、通過(guò)施工階段模型試驗(yàn)，研究自錨式懸索．斜拉組合體系橋梁施工階段力學(xué)行為及受力性能，分析空間索纜線形變化規(guī)律和結(jié)構(gòu)整體性能，得到在合理施工方法下，自錨式懸索一斜拉組合體系能夠達(dá)到預(yù)期的空間主纜線形并實(shí)現(xiàn)協(xié)同受力?！　?、根據(jù)橋梁作為城市主干道運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)，對(duì)依托工程進(jìn)行使用階段的滿載和偏載模型試驗(yàn)，研究了結(jié)構(gòu)的使用安全性?！　?

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