超大跨自锚式悬索桥模型试验的主缆力学行为研究

论文摘要

本文依托导师承担的交通运输行业联合科技攻关项目（2010-353-341-230）,以河南桃花峪黄河大桥模型试验为背景,对试验模型中主缆线形的变化特征及抗弯刚度的影响开展了探索研究,主要工作及结论如下：（1）依据相似理论原理,利用数值分析的方法,以主缆分段集中配重代替均匀配重,分析对比了两种配重形式下的主缆线形、轴力差异,证明了利用分段集中配重代替均匀配重的合理性；根据无应力状态控制法的思想,提出了以理论吊点作为参照点确定索夹位置的方法,可减少施工环节的测量工作,提高工作效率,并且不易受施工环境变化的影响。（2）探讨了主塔高度误差、跨度误差、温度变化对空缆线形的影响,以传统抛物线形计算理论为基础,分析推导了各误差因素对空缆线形影响的关系式；根据计入误差因素的有限元模型,分析了空缆线形对各因素的敏感性；依据线形变化与影响因素之间的关系式,提出了试验模型空缆调整的措施。（3）针对主缆抗弯刚度对主缆线形的影响,以“梁单元”模拟索单元主缆,分析了二者引起的线形差异,得出了“梁单元”抗弯刚度取值方法；根据理论计算分析了索夹位置弯曲应力随体系转换过程的变化规律。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 自锚式悬索桥的历史及发展概况
• 1.1.1 国外发展历史
• 1.1.2 国内发展历史
• 1.2 自锚式悬索桥特点
• 1.3 自锚式悬索桥的模型试验研究现状
• 1.4 本文研究的背景和工作
• 1.4.1 研究背景
• 1.4.2 本文研究的工作
• 第二章 模型设计、制作及测试方案
• 2.1 概述
• 2.2 模型设计
• 2.2.1 主缆设计
• 2.2.2 主缆配重设计
• 2.2.3 配重形式分析
• 2.2.4 梁、塔、鞍的设计
• 2.3 模型制作
• 2.3.1 主缆安装
• 2.3.2 索夹放样
• 2.4 模型测试
• 2.4.1 主缆测试系统
• 2.4.2 塔、梁测试系统
• 2.5 本章小结
• 第三章 空缆线形的偏差分析及调整措施
• 3.1 空缆线形影响因素
• 3.1.1 塔高误差Δh
• 3.1.2 跨度误差Δl
• 3.1.3 温度影响△t
• 3.2 误差对线形的影响分析
• 3.2.1 线形计算理论
• 3.2.2 主缆线形与Δh之间的关系
• 3.2.3 主缆线形与△l之间的关系
• 3.2.4 主缆线形与温度变化之间的关系
• 3.3 影响因素的有限元仿真分析
• 3.3.1 有限元模型的建立
• 3.3.2 有限元结果与本文结果对比分析
• 3.4 空缆线形控制措施
• 3.5 本章小结
• 第四章 主缆抗弯刚度的影响分析
• 4.1 概述
• 4.2 抗弯刚度对线形的影响
• 4.2.1 抗弯刚度对空缆线形的研究
• 4.2.2 施工阶段主缆线形分析
• 4.3 抗弯刚度引起的主缆弯曲应力
• 4.3.1 索鞍处的弯曲应力分析
• 4.3.2 索夹处的弯曲应力分析
• 4.4 本章小结
• 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