單葉雙曲面空間懸索橋靜動力特性研究.pdf

1、近年來，隨著橋梁跨徑的不斷增大，傳統(tǒng)平行索面懸索橋的結(jié)構(gòu)動力特性和抗風穩(wěn)定性問題十分突出。本文借鑒藤網(wǎng)橋的結(jié)構(gòu)理念，提出了單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋。為證實該新型懸索橋結(jié)構(gòu)力學性能的優(yōu)勢，論文主要通過模型試驗與有限元分析相結(jié)合的方法，開展大跨度空間懸索橋的靜動力特性研究。
　　本文以3300m墨西拿大橋為背景，制作了跨徑為15m的單葉雙曲面空間懸索橋試驗模型，進行豎向堆載試驗、水平荷載試驗、移動車輛荷載試驗和自振特性測試。豎向堆

2、載試驗測試了不同荷載工況下空間懸索橋結(jié)構(gòu)的位移變化規(guī)律和空間索力的分配特征。隨著豎向荷載的增加，空間纜索應力成線性增加，控制截面的位移增量逐級減小，呈現(xiàn)出重力剛度的特征。水平荷載試驗表明隨著水平荷載的增加，結(jié)構(gòu)的水平位移基本線性增加，且隨著豎向堆載的增加，結(jié)構(gòu)的水平位移逐漸減少，證實了空間懸索橋結(jié)構(gòu)的橫向具有重力剛度效應。移動荷載試驗表明空間懸索橋結(jié)構(gòu)阻尼較大，且移動荷載的速度越快，結(jié)構(gòu)的動位移響應越大。采用環(huán)境激勵法進行結(jié)構(gòu)的自振特性

3、測試，分析得出橋梁的各階自振頻率及相應振型。
　　本文基于ANSYS對試驗模型進行了仿真分析，將有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比，兩者吻合良好。同時，本文建立了相同參數(shù)的平行索面懸索橋有限元模型，開展兩種懸索橋靜力性能與基本動力特性等方面的對比分析研究，結(jié)果表明，單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋的整體剛度較平行索面懸索橋有所提高。
　　建立主跨3300m的單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋與平行索面懸索橋有限元模型，對比二者在成橋狀態(tài)