三塔自锚式悬索桥力学性能分析毕业论文.doc

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1、华中科技大学毕业设计论文三塔自锚式悬索桥力学性能分析毕业论文目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1概述11.2自锚式悬索桥计算理论31.2.1弹性理论31.2.2挠度理论41.2.3非线性有限元理论51.3选题背景及意义61.4本文的研究内容6第二章三塔自锚式悬索桥体系选择82.1概述82.2螺洲大桥项目概况82.3桥型选择82.3.1方案设计控制条件92.3.2桥型方案设计92.3.3方案比选122.4本章小结13第三章成桥状态设计153.1概述153.2主缆在竖向荷载下的计算153.3基于midas/civil2006的成桥状态分析1

2、63.3.1主缆线形粗略分析——节线法163.3.2自锚式悬索桥精确平衡状态分析173.3.4成桥状态初始内力分析193.4本章小结22第四章结构静力性能分析234.1桥梁有限元模型234.1.1螺州大桥设计技术指标234.1.2螺洲大桥基本参数234.1.3螺洲大桥有限元模型244.2结构静力性能分析264.3本章小结35第五章结构动力特性分析375.1动力模型的建立375.1.1加劲梁的质量数据3773华中科技大学毕业设计论文5.1.2模态分析方法395.2螺洲大桥动力特性分析395.3三塔自锚式悬索桥与三塔地锚式悬索桥动力特性比较465.3.

3、1三塔地锚式悬索桥动力分析模型465.3.2三塔地锚式悬索桥动力分析结构475.4本章小结48第六章结构参数及控制因素变化对三塔自锚式悬索桥影响的分析496.1模型及分析采用的荷载工况496.2非线性对三塔悬索桥的影响506.3结构参数与控制因素的影响516.3.1吊索（杆）初始索力变化对结构受力的影响516.3.2矢跨比变化对结构受力的影响526.3.3中、边塔不等高对结构特性的影响546.3.4桥面纵坡对结构的影响576.4刚度对受力特性的影响586.4.1主缆的弹性模量对结构的影响596.4.2吊索弹性模量对结构的影响606.4.3加劲梁的竖

4、向抗弯刚度对结构的影响626.4.4加劲梁抗扭刚度对结构的影响646.4.5桥塔刚度变化对结构的影响656.5支座设置方式及加劲梁的形式对结构的影响676.6主跨跨中设置中央支撑对结构的影响686.7本章小结69第七章结束语717.1本文工作总结717.2进一步设想72致谢73参考文献7473华中科技大学毕业设计论文第一章绪论1.1概述悬索桥结构具有受力性能好、跨越能力大、轻巧美观、抗震能力强、结构形式多样及对地形适应能力好等特点，在许多跨越大江大河、高山峡谷、海湾港口等交通障碍物时，往往作为首选的桥型。但一般常规式的地锚式悬索桥，需要建造体积庞大

5、的锚碇来锚固主缆，这就造成在地质情况差的地方，锚碇结构的基础工程量非常大，往往成为工程的难点；地锚式悬索桥锚碇和锚碇基础占有工程造价的相当可观部分，成为影响悬索桥结构经济性的重要方面；在城市地区或旅游区，修建体积庞大的锚碇，对环境美观也会产生负面影响。因此，在一些跨度要求不是太大的地方，自锚式悬索桥方案由于结构新颖、外形美观而成为具有竞争力的桥型方案。自锚式悬索桥有以下的优点:1.不需要修建大体积的锚碳，尤其在地质条件很差的时候，这一点显得特别重要。2.跨径布置较灵活，可紧密地结合地形，既可做成双塔三跨的悬索桥，也可做成单塔双跨的悬索桥。3.对于钢

6、筋混凝土材料的加劲梁，由于承受了主缆传递的轴向压力，能节省大量预应力筋，同时也克服了钢在较大轴向力下容易压屈的缺点。4.采用混凝土材料可克服以往自锚式悬索桥用钢量大，建造和后期维护费用高的缺点，能取得很好的经济效益和社会效益。5.保留了传统悬索桥的外形，在中小跨径上是很有竞争力的方案。6.由于采用钢筋混凝土材料造价较低，结构合理，桥梁外形美观，所以不仅局限于在地基很差、锚锭修建困难的地区修建，而且在良好的地基条件下也可以修建。同时，自锚式悬索桥也不可避免地有自身的缺点:1.由于主缆直接锚固在加劲梁上，梁承受了很大的轴向力，为此需加大梁的截面，对于钢

7、结构的加劲梁则造价明显增加，对于混凝土材料的则增加了主梁自重，从而使主缆钢材用量增加，所以采用这两种材料跨径都会受到限制。2.施工步骤受到了限制，必须在主梁、主塔做好之后再吊装主缆，安装吊索，因此需要搭建大量临时支架以安装主梁。所以自锚式悬索桥若跨径增大，其额外的施工费用就会增多。3.锚固区局部受力复杂。73华中科技大学毕业设计论文将4跨（包括4跨）以上的悬索桥称为多跨悬索桥或多塔悬索桥。多跨悬索桥常因中间桥塔与两边桥塔的塔高不同的关系导致主缆的垂度偏大，使悬索桥的整体刚度减小，因此对中间桥塔必须加大其刚度而采用在桥梁纵向呈A型的4柱立体桥塔。否则

8、，多跨悬索桥在结构上存在以下两个缺点：1、当任意跨上有活载作用时，在主缆拉力的水平分力于塔顶处重新达到平衡之前，塔顶将向水