大跨徑空間纜索體系懸索橋結(jié)構(gòu)性能的對比研究.pdf

1、近年來，隨著懸索橋跨徑的不斷增大，傳統(tǒng)的平行纜索體系懸索橋結(jié)構(gòu)的抗風穩(wěn)定性問題十分突出。為了使得4000m以上超大跨徑的海峽懸索橋滿足抗風穩(wěn)定性，本文提出一種新型的單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋，通過試驗分析和有限元分析相結(jié)合的方法，對單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋、內(nèi)斂式空間纜索體系懸索橋以及平行纜索體系懸索橋結(jié)構(gòu)的靜動力性能進行對比分析，探討這一新型空間纜索體系懸索橋在力學性能上的優(yōu)勢。主要工作和研究成果如下:
　　本文制作了主跨

2、15m的單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋、內(nèi)斂式空間纜索體系懸索橋以及平行纜索體系懸索橋的試驗模型。在豎向堆載試驗中，研究了單葉雙曲面空間纜索懸索橋的重力剛度問題，試驗表明，空間纜索懸索橋纜索內(nèi)力分配基本均勻，纜索內(nèi)力增量與荷載關系基本呈線性關系，協(xié)同工作能力強。在豎向偏載試驗中，單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋表現(xiàn)出更好的抗偏轉(zhuǎn)性，說明其抗扭剛度有較大的提高。水平荷載靜力表明，由于纜索的水平分力和空間纜索整體剛度較大，因而單葉雙曲面空間纜索體

3、系懸索橋纜索具有較大的水平剛度。通過移動車輛荷載試驗，研究了移動荷載作用下橋面加勁梁的位移時程曲線，發(fā)現(xiàn)空間懸索橋橋面蛇形起伏較小，表明空間懸索橋具有較好的行車舒適性。在模型自振特性試驗中我們發(fā)現(xiàn)，相較于平行纜索體系懸索橋，單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋具有較大的豎彎頻率和側(cè)彎頻率，這說明其橫向剛度和豎向剛度要大。
　　本文基于ANSYS有限元模型對試驗模型進行了仿真分析，有限元模擬計算結(jié)果與試驗實測值吻合度較好，并開展了三種懸索橋

4、橋型的對比分析研究，驗證了單葉雙曲面空間懸索橋具有良好的空間剛度。有限元對比分析表明，單葉雙曲面空間纜索懸索橋豎向剛度略有提高，橫向剛度提高較大，而其抗扭轉(zhuǎn)剛度得到了很大提高，表明新型空間懸索橋?qū)⒕哂辛己玫目癸L穩(wěn)定性能。
　　建立主跨4000m級的三種懸索橋有限元模型，從成橋狀態(tài)下的靜力性能、基本動力特性及抗風穩(wěn)定性等方面，進行單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋、內(nèi)斂式空間纜索體系懸索橋以及平行纜索體系懸索橋的力學性能對比分析研究。研究