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潜浮式倒悬索跨海大桥的仿真分析和试验研究

秦艳辉  
【摘要】: 琼州海峡跨海通道工程无论是在国家高速公路网中,还是在区域交通规划中,都具有重要作用。在专家们提出的琼州海峡跨海工程的常规方案中都存在工程造价和交通运输成本会随着跨越宽度和跨越深度的增加而急剧增加的问题。潜浮式倒悬索则因不存在这样的问题而成了一种较好的选择。 潜浮式倒悬索跨海大桥是本文依据阿基米德桥和悬索桥构造的一种新桥型,其结构形式是:基础为普通桩基和承台,承台以上为倒悬索系统,主梁是位于水下数十米的水密舱,水密舱置于悬索系统之上,形成倒悬索结构。 本文以潜浮式倒悬索桥的动力学特性为主要的研究对象,并以试验和有限元分析相结合作为主要的研究方式。 首先介绍了阿基米德桥的概念和特点以及其在国内外的研究动态和研究成果,并指出了潜浮式倒悬索桥的优越性以及本课题研究的意义; 其次介绍了潜浮式倒悬索桥所受到的环境荷载并主要介绍了波浪荷载、水流作用和地震作用荷载对其的作用和影响; 然后讨论了潜浮式倒悬索桥中的流固耦合问题,探索了应用ANSYS有限元软件对流固耦合系统进行模态分析的计算方法并结合实例介绍了这种计算方法的应用; 接着介绍了潜浮式倒悬索跨海大桥墩基模型在空气中和在水中的模态试验,并把试验结果与前面的有限元计算结果进行了比较分析,两者的结果是比较吻合的,说明了试验方法和计算方法是可行的; 然后对2米长的潜浮式倒悬索桥的密封舱结构和整体系统进行了动力性能模型试验,研究了潜浮式倒悬索跨海大桥密封舱的竖直向振动和水平向振动的自振频率在不同的边界条件下随水深的变化规律;之后设计了潜浮式倒悬索桥密封舱结构的横截面尺寸以及吊杆和主缆的尺寸,建立了有限元模型,并在不同的工况下进行了仿真分析。同时也对这一模型进行了模态分析。 最后总结了本文研究的结论和成果,指出了本文研究中存在的问题并提出了关于该桥型以后研究的建议。希望本文的工作对今后该桥型的进一步研究有一些帮助。


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1 贺效强;潜浮式倒悬索跨海大桥的结构分析[D];武汉理工大学;2008年
2 秦艳辉;潜浮式倒悬索跨海大桥的仿真分析和试验研究[D];武汉理工大学;2009年
3 刘素云;潜浮式倒悬索桥动力性能试验与理论研究[D];武汉理工大学;2008年
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