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人行悬索桥的设计参数优化及振动研究

薛辉  
【摘要】:随着人行玻璃悬索桥的快速兴起,人们对此新型桥梁静动力研究及抗震性能的数据积累不足,以上内容在现阶段的研究主要集中在常规悬索桥。本文针对某景区人行玻璃悬索桥,通过Midas/Civil 2015建立全桥模型,首先对全桥进行静力和动力特性研究,同时对结构参数进行分析以优化设计。其次,针对桥址地区的地震强度进行桥梁抗震研究。主要工作如下:(1)模型建立:将既有方案利用Midas/Civil 2015进行合并找形,探究主缆和抗风缆在合并前后线形及内力差异,并研究桥梁在施工阶段及成桥后各构件的受力安全性。(2)静力分析:对恒载、风、人群、温度和基础不均匀沉降进行单荷载及多荷载组合分析,验证桥梁在正常运营时的安全性,得出各构件的最不利荷载组合和各单荷载对构件的影响程度。同时进行静力参数分析,论证设计方案。(3)动力分析:探究桥梁的自振特性,判断运营时是否易发生共振破坏。然后进行动力参数分析,结合静力参数分析结果对既有方案提出了增大风缆预拉力,改善桥梁约束方式两处优化点。并得出此类桥梁设置抗风缆的必要性和增设中央扣对提高全桥刚度的有利效果。(4)抗震设计:在E1地震作用下,通过反应谱和动力时程两种方法,对比研究桥塔的内力及位移规律,并判断其处于弹性阶段。在E2地震下作用下,通过弯矩—曲率曲线验证了桥塔仍处于弹性阶段,满足规范要求。


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