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《沈阳建筑大学》 2011年
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自锚式悬索桥静载试验和动力特性预测

孙长龙  
【摘要】:自锚式悬索桥是将主缆直接锚固在加劲梁上,加劲梁承受了很大的轴向力,从而取消了庞大的锚碇。这为地质条件差、不便建造锚碇的地方修建悬索桥提供了一种解决途径。由于其结构新颖,计算简单,在城市中小型桥梁建设中备受青睐。 本文以某自锚式悬索桥为研究背景,采用有限元分析软件建模,在结构自重情况下进行分析,并进行静载试验预测、自振及地震响应分析。 分别采用板单元模型、既考虑弯曲又考虑剪切影响的梁模型及只考虑弯曲影响的梁模型对钢箱加劲梁建立有限元分析模型,在自重情况下,底板等效应力与实测数据进行对比,同时对比三种模型的顶板等效应力及吊杆应力值,板单元模型模拟钢箱加劲梁更加符合实际。 通过影响线分析确定最不利位置为第6号吊杆处、第7号吊杆处及第11号吊杆处,对三种模型的最不利位置进行车辆布载,得到重载情况下底板、顶板等效应力、吊杆应力以及桥面与各吊杆连接点处的沉降量。计算结果满足现行规范要求,对该桥梁的现场试验具有指导意义。 给出板单元模型的前6阶振型及频率,自振频率的变化范围为0.93Hz到1.68Hz,此桥的振动主要有缆索面振动、桥面系的竖向振动、塔的弯曲、主梁的扭转等几种振动形式。 分别采用4条强震记录顺桥向及横桥向输入,给出自锚式悬索桥的主塔顶端顺桥向位移时程及第6号吊杆与第11号吊杆处中间腹板的横桥向位移时程曲线。主塔塔顶顺桥向的最大位移值为6.4mm。横桥向输入此自锚式悬索桥时,第6号吊杆处中腹板横桥向位移的最大值为3.3mm;第11号吊杆处中腹板的位移最大值为5.7mm。可以为此桥的抗震设计及分析提供依据。
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