單葉雙曲面空間懸索橋靜動(dòng)力特性研究.pdf

1、近年來，隨著橋梁跨徑的不斷增大，傳統(tǒng)平行索面懸索橋的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性和抗風(fēng)穩(wěn)定性問題十分突出。本文借鑒藤網(wǎng)橋的結(jié)構(gòu)理念，提出了單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋。為證實(shí)該新型懸索橋結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的優(yōu)勢(shì)，論文主要通過模型試驗(yàn)與有限元分析相結(jié)合的方法，開展大跨度空間懸索橋的靜動(dòng)力特性研究。
　　本文以3300m墨西拿大橋?yàn)楸尘埃谱髁丝鐝綖?5m的單葉雙曲面空間懸索橋試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，進(jìn)行豎向堆載試驗(yàn)、水平荷載試驗(yàn)、移動(dòng)車輛荷載試驗(yàn)和自振特性測(cè)試。豎向堆

2、載試驗(yàn)測(cè)試了不同荷載工況下空間懸索橋結(jié)構(gòu)的位移變化規(guī)律和空間索力的分配特征。隨著豎向荷載的增加，空間纜索應(yīng)力成線性增加，控制截面的位移增量逐級(jí)減小，呈現(xiàn)出重力剛度的特征。水平荷載試驗(yàn)表明隨著水平荷載的增加，結(jié)構(gòu)的水平位移基本線性增加，且隨著豎向堆載的增加，結(jié)構(gòu)的水平位移逐漸減少，證實(shí)了空間懸索橋結(jié)構(gòu)的橫向具有重力剛度效應(yīng)。移動(dòng)荷載試驗(yàn)表明空間懸索橋結(jié)構(gòu)阻尼較大，且移動(dòng)荷載的速度越快，結(jié)構(gòu)的動(dòng)位移響應(yīng)越大。采用環(huán)境激勵(lì)法進(jìn)行結(jié)構(gòu)的自振特性

3、測(cè)試，分析得出橋梁的各階自振頻率及相應(yīng)振型。
　　本文基于ANSYS對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行了仿真分析，將有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，兩者吻合良好。同時(shí)，本文建立了相同參數(shù)的平行索面懸索橋有限元模型，開展兩種懸索橋靜力性能與基本動(dòng)力特性等方面的對(duì)比分析研究，結(jié)果表明，單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋的整體剛度較平行索面懸索橋有所提高。
　　建立主跨3300m的單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋與平行索面懸索橋有限元模型，對(duì)比二者在成橋狀態(tài)