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《长安大学》 2010年
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多塔悬索桥中塔刚度适宜性研究

冯卓德  
【摘要】: 多塔悬索桥是一种全新的结构型式,具有较大的跨越优势、较好的经济效益及便利的施工特点等优点,在跨海连岛工程中有广阔的应用前景。但是多塔悬索桥由于主塔数的增多引起结构整体刚度不足,在不对称活载作用下主梁挠度过大,因此限制了多塔悬索桥的发展。目前世界上还没有建成跨径超越千米的多塔悬索桥。中塔刚度对多塔悬索桥的整体刚度具有决定作用,进而对多塔悬索桥结构性能具有重大影响。本文采用迭代解析法计算多塔悬索桥的主缆线形,考虑加劲梁、主缆、主塔相互影响,精确计算多塔悬索桥整体的结构形状,确定多塔悬索桥的初始平衡状态,借助非线性空间有限元软件,建立多塔悬索桥的空间有限元模型,对多塔悬索桥的中塔刚度适宜性进行研究,主要研究内容如下: 1.基于有限位移理论,采用迭代解析法,借助非线性空间有限元软件建立多塔悬索桥和传统悬索桥的空间有限元模型,计算结构的荷载效应和固有频率。比较了多塔悬索桥与传统悬索桥静动力性能的差异,分析了多塔悬索桥随着塔个数的增加,结构体系静动力性能的变化规律。 2.根据有限位移理论,建立双塔主跨长度和三塔双主跨长度相同的悬索桥空间有限元模型,计算结构的荷载效应和固有频率,分析比较了双塔单跨和三塔双跨悬索桥静动力性能的差异。通过改变双塔单跨和三塔双跨悬索桥桥塔纵向抗弯刚度,分析桥塔纵向抗弯刚度对悬索桥结构静动力性能的影响。 3.在分析多塔悬索桥桥塔纵向抗弯刚度对结构性能影响的基础上,建立了三塔双跨悬索桥的空间有限元模型,通过改变中塔与边塔的纵向抗弯刚度比,分析不同刚度比下多塔悬索桥静动力学性能的变化规律。 4.根据不同中塔与边塔刚度比下多塔悬索桥静动力性能的变化规律,确定决定中塔刚度的因素,对各个因素进行分析,通过满足结构使用性能的要求,确定适宜的中塔与边塔刚度比。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U448.25

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