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1、國內(nèi)圖書分類號：TU311.4學校代碼：10213國際圖書分類號：624密級：公開工學碩士學位論文大跨度懸索橋主纜和主塔的計算分析碩士研究生：王彩花導師：王煥定教授申請學位級別：工學碩士學科、專業(yè)：土木工程、結構工程所在單位：土木工程學院答辯日期：2010年7月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學ClassifiedIndex：TU311.4U.D.C.:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineering.ANALYSISOFTHECABLEANDTOWEROFLONG-SPANSUSPENSIONBRIDGESCandidate：W
2、angCaihuaSupervisor：Prof.WangHuandingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：CivilEngineering＆StructuralEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefense：July,2010Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摘要隨著大跨度懸索橋的發(fā)展，對主纜的分析越來越精確嚴密
3、，甚至考慮了施工中主纜與索鞍相切的切點變化。但是，所有的分析仍都假定主纜是不能抗彎和抗壓的。毋庸置疑主纜在安裝吊桿前已經(jīng)將所有纜索捆綁在一起，雖由于跨度很大而總體很柔軟，但它絕對不是完全無抗彎剛度的。為了搞清楚主纜彎曲剛度對懸索橋力學性能的影響，本文建立了一個大跨懸索橋——江陰長江大橋——的有限元模型，對不同的主纜模型進行了數(shù)值對比仿真分析，結果表明隨著懸索橋跨度的增加，主纜垂跨比的減小，主纜實際存在的彎曲剛度對懸索橋分析是有影響的。分析表明在施工監(jiān)控分析時，結點位移差別將達到十幾厘米，這會給施工帶來不小的麻煩；而其截面邊緣的正應力最大有可能相差15%，對懸索橋的受力
4、和變形可能產(chǎn)生不利的影響，由此可見要全面正確地反映主纜的實際靜力性能，確保大跨度懸索橋進行精確、安全的計算分析，主纜應當考慮彎曲剛度的影響。作為懸索橋的另一重要構件——主塔，隨著橋梁跨徑的不斷增大，橋塔不斷高聳化，箱梁薄壁化以及高強度材料的應用，使得對設計安全系數(shù)相對要小的橋塔的極限承載力的計算及分析逐漸成為研究懸索橋安全的主要因素之一。本文最后以江陰長江大橋的橋塔為研究對象，在考慮幾何非線性和材料非線性的基礎上，使用自編程序MockCool分別對不考慮與考慮主纜等構件對主塔影響的獨塔和整橋模型，用纖維單元進行了彈性穩(wěn)定和大位移彈塑性分析。研究結果表明，就本文的兩種計
5、算模型而言，雖然二者的彈性失穩(wěn)問題均屬于第二類極值型穩(wěn)定問題，但是由于邊界條件的不同，不僅彈性失穩(wěn)模態(tài)不同，而且極限承載力的差別也很大。研究所得結論，希望能夠為以后同型橋梁的設計與研究提供參考。關鍵詞：大跨度懸索橋；主纜彎曲剛度；幾何非線性；橋塔極限承載力；彈性穩(wěn)定分析；大位移彈塑性分析-I-哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文AbstractWiththedevelopmentoflong-spansuspensionbridges,analysisofthecableismoreandmoreprecise.Thetangentpointchangeofcableand
6、saddleinconstructionisevenconsideredsometimes.Butsofar,alloftheanalysisarestillbasedontheassumptionthatthecablecannotbebendedorcompressed.Thereisnodoubtthatallofsteelwiresaretiedbeforeboommounted.Thecableissupplenessbecauseofthelongspan.However,thecableflexuralrigidityisrealexistent.Ino
7、rdertofigureoutthecableflexuralrigidityinfluenceonthesuspensionbridge,afiniteelementmodelofalargespansuspensionbridge-JiangyinBridgeisestablishinthispaper.Comparedtonumericalsimulationresultsoffourdifferentcablemodels,thefollowingconclusionsarewiththespanincreasingandsagratiore
