懸索橋初態(tài)及施工過程的精細(xì)算法.pdf

1、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(shì)。計(jì)算理論的發(fā)展,計(jì)算方法的改進(jìn),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(gòu)件尺寸不能與跨徑同比例增大,可能導(dǎo)致某些構(gòu)件安全儲(chǔ)備較低,因此需要對(duì)懸索橋的各個(gè)狀態(tài)、各個(gè)構(gòu)件進(jìn)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(chǔ)上,分析了彈性伸長(zhǎng)導(dǎo)致自重集度改變、自重垂度導(dǎo)致彈性模量折損以及溫度效應(yīng)等因素

2、對(duì)懸索橋線形及受力的影響。
　　 ANSYS和MIDAS是懸索橋計(jì)算中的重要工具,本文運(yùn)用這兩種有限元軟件對(duì)吉茶公路上的特大型懸索橋——矮寨大橋進(jìn)行分析,將有限元計(jì)算結(jié)果與數(shù)值計(jì)算結(jié)果比較,結(jié)果吻合良好,證明了數(shù)值計(jì)算程序的正確性。
　　 為了提高橋梁整體的抗風(fēng)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(jié)和逐段剛結(jié)兩種施工工藝,通過對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)逐段

3、剛結(jié)法對(duì)主纜的受力影響不大,對(duì)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(yīng)力仍在材料的承載力范圍以內(nèi),因此逐段剛結(jié)在矮寨大橋上也是適用的。
　　 索鞍是懸索橋中一個(gè)重要的構(gòu)件,它直接約束著主纜的變形。以前的設(shè)計(jì)計(jì)算往往直接以理論頂點(diǎn)作為計(jì)算依據(jù),沒有考慮鞍座的影響,這樣是不精確的,對(duì)成橋標(biāo)高的影響比較大。直到近期,人們才開始研究索鞍對(duì)線形的影響,但如何進(jìn)行鞍座處主纜長(zhǎng)度修正仍沒有統(tǒng)一答案。本文在已有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,提出

4、了一種有效計(jì)算修正長(zhǎng)度的方法。
　　 在得到驗(yàn)證的FORTRAN程序基礎(chǔ)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(yīng)力長(zhǎng)度始終相等。本文著重考察了索鞍對(duì)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(yù)偏量的影響。通過FORTRAN編程計(jì)算,比較理論頂點(diǎn)、傳統(tǒng)幾何方法和索鞍迭代求解三者的預(yù)偏結(jié)果,發(fā)現(xiàn)索鞍對(duì)各施工階段的預(yù)偏量均有較大影響。用ANSYS對(duì)索鞍進(jìn)行有限元模擬,也可以證實(shí)這一點(diǎn)。因此在設(shè)計(jì)計(jì)