自錨式懸索橋主梁拱度對靜動力特性的影響分析.pdf

1、自錨式懸索橋在近年來在城市橋梁中得到了廣泛應(yīng)用,但自錨式懸索橋的主梁受到巨大的軸向壓力,受力特點也由地錨式的柔性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為壓彎結(jié)構(gòu)。因此,主梁為抵抗巨大的軸力與彎矩而要增加橫截面積及自身強(qiáng)度,這樣就會造成材料和費用的增加。對此,本文提出設(shè)置主梁拱度來抵消部分軸壓力,改善自錨式懸索橋的受力特性。以某跨度布置為(75.0+200.0+75.0)m的自錨式懸索橋為例,分別建立了主梁拱度為0.5％,1.0%,1.5%,2.0%,2.5%,3.0

2、%(分別對應(yīng)矢高0.438m,0.875m,1.313m,1.750m,2.188m,2.625m)時的三維空間有限元分析模型,分析了其在成橋階段二期恒載作用時,由主纜與主梁共同組成的受力體系在靜力性能與動力性能方面的響應(yīng)。主要內(nèi)容如下:
　　(1)回顧了自錨式懸索橋的發(fā)展歷程,目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,自錨式懸索橋的主要結(jié)構(gòu)形式、受力特點、主要構(gòu)造及相應(yīng)功能。
　　(2)闡述了懸索橋計算的基本計算分析理論如:彈性理論、撓度理論

3、、有限元理論,并論述了針對于自錨式懸索橋的非線性有限元分析方法及自錨式的非線性響應(yīng)。
　　(3)基于自錨式懸索橋主梁壓彎受力情況,從理論計算上專門研究了設(shè)置主梁拱度時,拱度變化對自錨式懸索橋在力學(xué)性能方面的影響,并論述了MIDAS/Civil軟件模型建立時各個部分的模擬。
　　(4)通過成橋階段二期恒載作用時靜力性能分析可知,設(shè)置主梁拱度可以部分有效的減小主纜的軸力跨中撓度及主梁的軸力、彎矩和跨中撓度,即對懸索橋的靜力性能產(chǎn)

4、生明顯的有利影響。并且這種改善會隨著拱度的增加而增加,因此,在滿足橋面縱向坡度的情況下,可盡量的增加主梁的跨中拱度。
　　(5)通過成橋階段二期恒載作用時動力性能分析可知,主梁拱度的設(shè)置進(jìn)一步強(qiáng)化了自錨式懸索橋中主梁為壓彎構(gòu)件的受力性能,使主梁由單純的平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為空間結(jié)構(gòu),也就相當(dāng)于在主梁上加設(shè)了縱向拱肋,因此,可提高橋梁的抗彎剛度,增強(qiáng)橫橋向穩(wěn)定性,進(jìn)而有效的改善橋梁的自由振動特性。另外主梁拱度還可以明顯改善橋梁在動荷載作用下