悬索桥锚跨索股张力计算及其控制研究

论文摘要

悬索桥由于其受力性能好、跨越能力大、轻型美观、抗震性能好等诸多的优势已经无可争议的成为跨越江河、海峡港湾等交通障碍的主要桥型之一。本文针对目前大跨径悬索桥锚跨索股张力的理论值计算、控制及测试等施工监控中存在的几个难点问题,结合依托工程鱼嘴长江大桥,对以上难点问题分别进行了计算模式、方法以及测试技巧的改进并实例分析。论文中,首先分析了索股的振动理论及其特点,研究了边界条件、抗弯刚度、垂度、倾斜度、附加质量及环境因素等对索股振动的影响规律。其次,阐述了目前悬索桥传统的锚跨索股张力理论值计算方法,分析了成桥状态索力合理分布的力学模式,比较了近似计算和精确计算两种方法的特点,推导了架设索股时理想锚固力的精确计算迭代方法及温度影响修正方法,同时介绍了目前悬索桥锚跨张力控制、调整及测试的最新方法及常规的控制方法。最后,通过依托工程相关的理论计算及实测结果分析表明:本文推导的锚跨索股张力计算及控制方法,其效果良好,满足国家有关规范要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 悬索桥的发展概述
• 1.2 悬索桥发展的主要因素
• 1.3 悬索桥的构造、受力特征和施工特点
• 1.3.1 悬索桥的构造
• 1.3.2 悬索桥的受力特征
• 1.3.3 悬索桥的施工特点
• 1.4 悬索桥主缆锚固的构造特点
• 1.5 悬索桥锚跨张力控制的研究现状
• 1.6 本文研究的主要目的及内容
• 第二章 索股振动理论分析
• 2.1 理想化的弦的振动
• 2.2 考虑抗弯刚度影响的索的振动
• 2.2.1 索股振动的基本方程
• 2.2.2 一般边界下索的频率方程
• 2.2.3 几种特殊边界下索的频率方程
• 2.3 考虑垂度影响的索的振动
• 2.4 考虑附加质量影响的索的振动
• 2.5 悬索桥锚跨索股的振动
• 2.6 锚跨索股振动模型的简化分析
• 第三章 锚跨索股张力计算
• 3.1 锚跨索股张力计算遵循的原则
• 3.2 锚跨索股空间几何参数计算
• 3.2.1 基本假定
• 3.2.2 索力合理分布模式
• 3.2.3 索股有关参数的计算
• 3.3 成桥状态索力计算
• 3.4 索股架设状态索力计算
• 3.4.1 索股架设时理想的索鞍平衡条件
• 3.4.2 索股架设时张力的确定方法
• 3.4.3 近似与精确计算方法比较
• 3.5 温度对锚跨张力影响的修正计算
• 3.5.1 锚跨索股温度测试方法
• 3.5.2 温度对索股张力影响分析
• 3.5.3 锚跨索股张力温度控制及修正
• 3.6 鱼嘴大桥索股张力计算分析
• 3.6.1 依托工程简介
• 3.6.2 鱼嘴长江大桥施工过程计算
• 3.6.3 鱼嘴长江大桥锚跨索股张力计算分析
• 3.6.4 锚跨索股张力计算方法小结
• 第四章 锚跨索股张力控制及测试技术
• 4.1 锚跨张力控制的目的
• 4.2 锚跨张力控制系统
• 4.2.1 锚跨张力控制设备
• 4.2.2 索股安装时的锚跨张力控制
• 4.2.3 索股安装完成后的锚跨张力控制
• 4.3 温度影响下的锚跨张力的合理控制
• 4.3.1 温度对锚跨和边跨索张力的影响
• 4.3.2 索股在鞍槽中的摩擦力
• 4.3.3 锚跨张力控制范围
• 4.3.4 索股张力温度控制建议
• 4.4 索股张力测试方法概述
• 4.5 频率法测试索力公式选用影响因素分析
• 4.5.1 索股垂度的影响
• 4.5.2 索股斜度的影响
• 4.5.3 抗弯刚度的影响
• 4.5.4 外界环境因素的影响
• 4.5.5 索股边界条件的影响
• 4.5.6 附加质量的影响
• 4.5.7 索力测试计算小结
• 4.6 频谱法测试索力时自振频率的确定
• 4.7 鱼嘴长江大桥锚跨张力控制
• 4.7.1 实桥锚跨张力控制工艺及测试技术
• 4.7.2 架缆时索股的理想锚固力计算结果
• 4.7.3 主缆架设完后索股张力测试结果及分析
• 4.7.4 鱼嘴大桥锚跨索股张力控制效果
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果