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自锚式悬索桥合理施工状态分析

纪世奎  
【摘要】: 近年来,随着我国大跨度桥梁的发展,预应力混凝土自锚式悬索桥因其外形美观、适应性强以及良好的经济性受到越来越广泛的关注。在施工方面,由于自锚式悬索桥主缆直接锚固于加劲梁上的特殊性,使得其在施工方法与施工模拟计算方面,都与地锚式悬索桥有很大的区别,为了确保施工结束后,结构的内力、位移均能达到合理成桥要求,需要对施工过程进行分析,根据自锚式悬索桥的施工顺序,以合理成桥状态为目标态,通过倒拆分析计算出各施工阶段的合理施工状态。 本文首先介绍自锚式悬索桥发展现状、结构特点及施工中的力学特性,对悬索桥的计算理论进行综述,包括弹性理论、挠度理论、有限位移理论,并结合自锚式悬索桥的特点,阐述自锚式悬索桥几何非线性影响因素及相应的分析理论与计算方法,讨论几种常见的非线性方程的求解方法,如直接求解法、增量法、Newton-Raphson法,给出求解过程的收敛准则;其次运用大型有限元软件MIDAS/CIVIL对自锚式悬索桥进行初始平衡状态分析,得到较为合理的成桥状态,并与设计成桥状态进行对比,验证此方法可行;再次阐述自锚式悬索桥的施工过程、建模过程、各部分的模拟及特殊部位的处理,并通过三套方案探讨吊杆张拉顺序、两套方案探讨满堂红支架拆除顺序;然后经过倒拆分析得出各施工阶段主缆位移、加劲梁位移、加劲梁压缩量、加劲梁的上下缘应力、主塔压缩量及塔顶水平位移,为确定合理施工状态提供理论数据,最后由所得空缆坐标建立正装分析模型,分析施工过程对结构各部分的影响,并探讨主缆弹性模量、混凝土弹性模量、主缆容重、混凝土容重等参数变化对结构施工过程的影响。 本文详细分析了自锚式悬索桥合理施工状态,同时对其进行初始平衡状态分析、倒拆分析、正装分析,通过上述问题的讨论,为同类型自锚式悬索桥的设计施工提供一定的参考。


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