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独塔自锚式悬索桥施工过程中主缆线形计算

独塔自锚式悬索桥施工过程中主缆线形计算

作者：梁胜楠河南大学

学位级别：硕士

随着“一带一路”政策的提出,我国经济进入了高速发展的时代,桥梁建设也迎来了新的繁盛时期,独塔自锚式悬索桥以其优美的外形和对工程环境较强的适应性博得工程师们的青睐。相比于传统地锚式悬索桥,独塔自锚式悬索桥建设年代较晚,相关... 详细信息

随着“一带一路”政策的提出,我国经济进入了高速发展的时代,桥梁建设也迎来了新的繁盛时期,独塔自锚式悬索桥以其优美的外形和对工程环境较强的适应性博得工程师们的青睐。相比于传统地锚式悬索桥,独塔自锚式悬索桥建设年代较晚,相关的研究信息有限,且设计理论与计算方法主要还是沿用传统的悬索桥设计理论,计算精度不足的问题越来越显现。故本文以某大桥为依托工程,就独塔自锚式悬索桥的主缆线形计算及体系转换过程中主缆线形的变化进行如下几个方面的分析研究:(1)对独塔自锚式悬索桥主缆成桥线形的计算方法进行归纳总结,基于大跨度悬索桥主缆成桥线形的精细迭代计算,推导出独塔自锚式悬索桥主缆线形的节线法与分段悬链线法求解公式,并运用MATLAB软件对两种算法分别进行最小二乘法与二分法迭代编程计算,为下一步计算顶推预偏量和空缆线形奠定基础。(2)依据缆索无应力长度相等原理,并结合通过拟Newton Broyden秩1法对索鞍预偏量进行迭代求解,同时,为提高计算精度对相关迭代计算进行程序编写。而后对独塔自锚式悬索桥空缆状态进行分析研究,基于地锚式悬索桥主缆的初始位形计算,并结合主缆受力后自重集度的变化以及主梁的初始长度对独塔自锚式悬索桥的空缆线形进行精细化迭代求解。(3)凭借工程案例选取合理的吊索张拉方案,并结合主梁的轴向变形与鞍座顶推量对体系转换过程中主缆位形变化的影响展开研究,考虑稳定函数的影响分析计算出平面梁单元的切线刚度矩阵,并依据内力与位形的关系,对整体结构进行增量迭代,直至结构的位形变化量满足精度要求。继而为满足结构稳定性要求,根据主梁的竖向变形、吊杆(索)的轴向变形和主缆位形的改变量建立平衡方程组,对施工过程中的鞍座顶推量及其平衡状态下吊杆力的变化量进行解析计算。(4)依托某独塔自锚式悬索桥验证该算法的准确性、合理性。

关键词：独塔自锚式悬索桥主缆线形体系转换鞍座顶推预偏量

独塔自锚式悬索桥动力特性分析与减隔震措施研究

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独塔自锚式悬索桥动力特性分析与减隔震措施研究

作者：滕文刚长安大学

学位级别：硕士

论文以某独塔自锚式悬索桥为工程背景，运用大型有限元计算软件Midas/civil建立空间有限元模型，探讨独塔自锚式悬索桥的动力特性、抗震性能以及减隔震等方面的研究，主要研究内容和成果如下：（1）采用多重瑞利利兹法分别计算考虑桩-土... 详细信息

论文以某独塔自锚式悬索桥为工程背景，运用大型有限元计算软件Midas/civil建立空间有限元模型，探讨独塔自锚式悬索桥的动力特性、抗震性能以及减隔震等方面的研究，主要研究内容和成果如下：（1）采用多重瑞利利兹法分别计算考虑桩-土-结构相互作用（桩身土弹簧模型）与不考虑桩-土-结构相互作用（嵌固模型）结构的自振周期与振型。分析表明，考虑桩-土-结构相互作用后，整个体系的自振频率减小，自振周期相应增大，即整个体系的柔性增大。考虑桩-土-结构相互作用后结构基频缩短25%，即桩-土-结构相互作用对该独塔自锚式悬索桥刚度影响比较大，在动力计算中应考虑桩-土-结构相互作用。（2）在一致激励输入下采用非线性时程分析法进行桩身土弹簧模型与嵌固模型地震响应分析，分析其抗震性能。分析表明，地震作用下漂浮体系自锚式悬索桥梁端和塔顶纵向地震响应偏大，应考虑采取减隔震措施进行抗震设计;嵌固模型塔底顺桥向剪力地震响应比桩身土弹簧模型大6.6%，梁端及塔顶纵向位移地震响应小29.4%，即对于嵌固模型计算结构的刚度偏大，计算结果偏保守，对位移估计不足，建议在桥梁地震动力分析中考虑桩-土-结构相互作用。（3）采用非线性时程分析方法对分离式减隔震装置粘滞阻尼器的数量、安装位置及主要设计参数进行了探讨，并对主要设计参数阻尼系数C和速度指数ξ进行优选。结果表明，在纵桥向地震作用下，粘滞阻尼器对梁端位移减小77%，塔顶位移减小78%。（4）采用非线性时程分析方法对整体式减隔震装置铅芯橡胶支座的数量、安装位置进行了分析。结果表明，在纵桥向地震作用下，铅芯橡胶支座对梁端位移减小77%，塔顶位移减小72%。（5）虽然粘滞阻尼器和铅芯橡胶支座增大了辅助墩及交界墩底弯矩地震响应，但是均小于墩底截面等效屈服弯矩。对于本文的研究对象漂浮体系独塔自锚式悬索桥，地震作用下起控制作用的是位移地震响应，因此粘滞阻尼器和铅芯橡胶支座减隔震措施均可用于该独塔自锚式悬索桥减隔震设计。

关键词：独塔自锚式悬索桥动力特性桩-土-结构相互作用粘滞阻尼器铅芯橡胶支座

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独塔自锚式悬索桥新型结构体系研究

独塔自锚式悬索桥新型结构体系研究

作者：庄奕忠长沙理工大学

学位级别：硕士

近几年来,随着自锚式悬索桥越来越广泛地应用,特别是在我国,自锚式悬索桥更是受到了许多工程师的青睐。自锚式悬索桥是一种经济、合理、美观的桥型。该类桥在其适用的跨径范围内,建造的工程费用相对其他桥型而言更低廉。然而,自锚式悬... 详细信息

近几年来,随着自锚式悬索桥越来越广泛地应用,特别是在我国,自锚式悬索桥更是受到了许多工程师的青睐。自锚式悬索桥是一种经济、合理、美观的桥型。该类桥在其适用的跨径范围内,建造的工程费用相对其他桥型而言更低廉。然而,自锚式悬索桥的设计计算理论和施工技术相对比较薄弱,有关这方面的研究在国内外还比较少,现有的理论、设计方法和施工都还有待在实践工程中去检验、提取、归纳与总结。以广东佛山平胜大桥(世界上第一座独塔单主跨多外伸跨钢混组合自锚式悬索桥)为工程背景,本文具体工作如下: (1)本文首先对自锚式悬索桥的发展进行叙述和总结,包括自锚式悬索桥的发展历史、发展现状、主要构造及功能、主要结构形式和优缺点等。 (2)对已有悬索桥分析理论(弹性理论、挠度理论和有限位移理论)进行了综述比较,选用其中较为先进、精度高、适用范围广的有限位移理论,推导了梁、杆、悬索单元的切线刚度矩阵。 (3)自锚式悬索桥在施工阶段非线性影响表现的非常突出。本文对自锚式悬索桥的材料非线性、几何非线性分别进行了介绍,讨论了几种常见的非线性方程的求解方法,包括:直接求解法、增量法、Newton-Raphson法。此外,介绍了非线性方程求解过程的收敛准则。 (4)结合设计基本资料及设计技术要求,介绍了平胜大桥独塔自锚式悬索桥方案的设计构思和结构体系的创新性设计。此外,建立了平胜大桥极限承载力有限元分析模型,对自锚式悬索桥的整体稳定性进行了分析。 (5)以施工实践为背景,介绍了自锚式悬索桥钢箱梁的顶推施工方法,为今后类似工程的施工提供了参考。

关键词：独塔自锚式悬索桥几何非线性结构体系整体稳定性顶推架设

独塔自锚式悬索桥动力特性分析与减震控制研究

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独塔自锚式悬索桥动力特性分析与减震控制研究

作者：陈天亮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近来，自锚式悬索桥在城市桥梁工程中被广泛采用。从2000年我国的第一座该类型桥梁建成算起，接下来的10多年中，全国又新建了至少30座自锚式悬索桥。基于其优美的造型和良好的受力特性，自锚式悬索桥已经成为了最受桥梁工程师欢迎的的... 详细信息

近来，自锚式悬索桥在城市桥梁工程中被广泛采用。从2000年我国的第一座该类型桥梁建成算起，接下来的10多年中，全国又新建了至少30座自锚式悬索桥。基于其优美的造型和良好的受力特性，自锚式悬索桥已经成为了最受桥梁工程师欢迎的的新桥型。然而，针对自锚式悬索桥的动力特性和减震控制方面的研究相对缺乏。并且，在地震频发的今天，没有明确的规范为自锚式悬索桥的减振控制提供详细参考。因此，研究分析自锚式悬索桥地震动力响应和减震控制方法显得尤为迫切。本文以沈阳市浑河景观桥为研究对象，以Sap2000通用有限元软件作为分析工具，对独塔自锚式悬索桥进行了较为全面的地震响应分析和减震控制研究。首先，选择了能合理描述自锚式悬索桥自由振动的形状函数，采用功能原理和Rayleigh法，详细推导了自锚式悬索桥的竖向、横向自由振动基频计算公式;然后，分别以根据规范获得的设计反应谱和人工合成地震时程波作为地震动输入，计算了独塔自锚式悬索桥的地震响应;其次，对各控制截面进行弯矩-曲线分析，将得到的等效屈服弯矩与相应位置处的地震响应峰值进行比较，以对独塔自锚式悬索桥的抗震能力做出评价;最后，分别采用粘滞阻尼器和调谐质量阻尼器对该桥进行纵向和横向抗震控制，并对其相关参数进行优化设计，以期获得最优的减震控制效果。

关键词：独塔自锚式悬索桥动力特性减振控制粘滞阻尼器调谐质量阻尼器

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高烈度区独塔自锚式悬索桥纵向减震体系研究

工程建设与设计 2022年第7期 3-6页

作者：庄鑫上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司上海200125

为研究高烈度区独塔自锚式悬索桥纵向减震体系的减震行为,论文以兰州市某拟建黄河大桥为工程背景,研究了在纵桥向不同约束体系下桥梁结构的地震响应特点,分析了黏滞阻尼器的减震效果,并对阻尼器参数进行了优化分析。研究表明:对于地处... 详细信息

为研究高烈度区独塔自锚式悬索桥纵向减震体系的减震行为,论文以兰州市某拟建黄河大桥为工程背景,研究了在纵桥向不同约束体系下桥梁结构的地震响应特点,分析了黏滞阻尼器的减震效果,并对阻尼器参数进行了优化分析。研究表明:对于地处高烈度区的独塔自锚式悬索桥来说,在塔梁之间设置纵向黏滞阻尼器是有效的减震体系;一般来说,阻尼系数越大,减震效果越好;与阻尼系数相比,阻尼器的速度指数对桥梁结构地震响应影响较小。

关键词：独塔自锚式悬索桥纵向减震体系黏滞阻尼器参数优化

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大行程板式铅阻尼器在独塔自锚式悬索桥中的应用研究

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地震工程与工程振动 2017年第5期37卷 69-76页

作者：周大兴闫维明钱增志中铁建设集团有限公司北京100040 北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

结合自锚式悬索桥减震控制的研究现状,对大行程板式铅阻尼器在罕遇地震作用下的减震效果进行了分析研究。通过对比铅阻尼器和黏滞阻尼器的分析结果发现,在两种减震方案下结构的地震响应最大值(塔顶纵向位移、梁端纵向位移和塔底纵向弯矩... 详细信息

结合自锚式悬索桥减震控制的研究现状,对大行程板式铅阻尼器在罕遇地震作用下的减震效果进行了分析研究。通过对比铅阻尼器和黏滞阻尼器的分析结果发现,在两种减震方案下结构的地震响应最大值(塔顶纵向位移、梁端纵向位移和塔底纵向弯矩)相差不大。可以说,只要阻尼器的选型(相关力学参数)恰当,大行程板式铅阻尼器的减震效果明显,且与黏滞阻尼器的相当。由于使用寿命长、构造简单、成本低,而且满足结构减震控制对大行程的需求,大行程板式铅阻尼器在独塔自锚式悬索桥减震控制中具有良好的应用前景。

关键词：桥梁工程独塔自锚式悬索桥减震控制大行程板式铅阻尼器黏滞阻尼器

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海岸独塔自锚式悬索桥内力分析

公路交通科技(应用技术版) 2018年第8期 206-209页

作者：徐永春赵永刚张衍龙庄美玲烟台市政府投资工程建设管理办公室

为了掌握运营状态下海岸独塔自锚式悬索桥的力学性能,本文以烟台夹河大桥(桥跨布置为115m+115m的钢-混组合结构独塔自锚式悬索桥)为背景,基于Midas/Civil有限元分析软件,进行了活载、温度、风荷载等主要荷载及其组合作用下大桥结构力学... 详细信息

为了掌握运营状态下海岸独塔自锚式悬索桥的力学性能,本文以烟台夹河大桥(桥跨布置为115m+115m的钢-混组合结构独塔自锚式悬索桥)为背景,基于Midas/Civil有限元分析软件,进行了活载、温度、风荷载等主要荷载及其组合作用下大桥结构力学性能分析和动力特征分析。分析表明:(1)活载对缆索系统内力和位移影响最大,温度作用影响较小,纵向风荷载和其余荷载影响都很小。(2)活载作用下主梁竖向位移正负值之和为桥梁跨径的1/350,本桥纵梁竖向刚度相对较柔。(3)结合静动力分析可知,主梁纵向位移较大。应该必须采取必要措施限制主梁在制动力、纵向风或地震作用下的纵向位移,保证正常使用的舒适性和安全性。

关键词：独塔自锚式悬索桥风荷载温度作用动力特性

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独塔自锚式悬索桥检测与评估

福建建材 2016年第6期 25-27页

作者：林东龙福建省建筑科学研究院福建省绿色建筑技术重点实验室福建福州350025

通过对某竣工6年但未移交至管养部门的独塔双索面自锚式悬索桥进行全面的外观检测,主要包括桥面系、上部结构、下部结构的病害检测,以及对其技术状况进行评估,并针对该桥自身存在的病害提出了相应的维修养护措施及建议,为该桥的顺利移... 详细信息

通过对某竣工6年但未移交至管养部门的独塔双索面自锚式悬索桥进行全面的外观检测,主要包括桥面系、上部结构、下部结构的病害检测,以及对其技术状况进行评估,并针对该桥自身存在的病害提出了相应的维修养护措施及建议,为该桥的顺利移交和今后的安全运营管理提供参考,相关结果也能够对类似的桥梁工程检测起到积极的借鉴意义。

关键词：独塔自锚式悬索桥检测评估建议

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独塔自锚式悬索桥地震响应分析

中国铁路 2013年第9期 73-74页

作者：陈智西南交通大学峨眉校区土木工程系学生四川峨眉山61420

建立有限元模型,对独塔自锚式悬索桥进行地震响应分析,论述独塔自锚式悬索桥的动力特性,分析振型计算结果。以塔底弯矩(纵向+竖向激励)和塔顶位移(纵向+竖向激励)为研究对象,分析地震时程计算结果,提出在独塔自锚式悬索桥主塔底部采用6... 详细信息

建立有限元模型,对独塔自锚式悬索桥进行地震响应分析,论述独塔自锚式悬索桥的动力特性,分析振型计算结果。以塔底弯矩(纵向+竖向激励)和塔顶位移(纵向+竖向激励)为研究对象,分析地震时程计算结果,提出在独塔自锚式悬索桥主塔底部采用6个自由度的弹簧模拟桩土相互作用,得出考虑桩土相互作用后的结构内力减小而位移增大等结论。

关键词：独塔自锚式悬索桥地震响应地震时程动力特性

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