变截面梁与自锚式悬索组合体系静动力性能研究与参数分析

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:clearshine
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变截面梁与自锚式悬索组合体系桥造型优美,刚柔并济,兼具使用功能与美学功能。此组合体系桥能够解决梁桥运营过程中长期下挠的问题,整合了悬索桥跨越能力强和连续梁刚度大的优势,在未来拥有广阔的发展空间。本文以第一座变截面梁与自锚式悬索组合体系桥─罗埠河大桥为依托,采用有限元分析的方法,对此桥的静动力学性能以及参数影响做了详细的研究。首先对罗埠河大桥的结构设计进行了介绍,通过方案比选,说明此方案的合理性。运用Midas/Civil软件建立详细有限元模型,选择六种荷载组合,验算得在最不利荷载组合下,结构受力符合规范规定。将此组合体系与连续梁以及自锚式悬索桥进行对比分析,综合而言,组合体系的跨中挠度要小于此两种体系。选择垂跨比、边中跨比等六种结构参数,研究每种参数在恒载以及活载作用下对组合体系静力性能的影响,经研究得出:(1)随着垂跨比减小,主缆轴力和主梁跨中挠度随之增大,吊杆力随之减小;(2)随着边中跨比增大,边主缆轴力减小,而中主缆轴力变化幅度很小;(3)随着主缆抗拉刚度增大,主缆轴力增大,主梁跨中弯矩减小;(4)随着加劲梁抗弯刚度增大,主缆轴力减小,主梁跨中弯矩增大;(5)随着主塔高度增加,主缆轴力以及主梁跨中弯矩均在增大;(6)随着吊杆间距增大,吊杆力和跨中弯矩均增大,而主缆轴力减小。这些变化规律对以后此种类型的组合体系桥设计工作有一定的参考意义。对组合体系的动力特性以及垂跨比和边中跨比等四种参数对结构动力特性的影响进行分析,发现组合体系的前十阶自振频率均大于自锚式悬索桥。垂跨比的增加使得组合体系的前五阶振型的频率增大;边中跨比增大会使得前五阶振型的频率减小;加劲梁抗弯刚度的增大使得一阶、四阶和五阶振型频率增大,而二阶和三阶振型频率基本保持不变;吊杆间距增大对自振特性影响较小。
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