悬索桥加劲梁合理计算模型研究

摘要

悬索桥由于构造简单、受力明确、材料利用效率高，因此在特大跨径桥梁中被广泛采用。随着技术的发展和进步，悬索桥的加劲梁、桥面板及其它们的组合形式发生了巨大变化，其力学行为也因为组合形式的不同而存在较大区别。 本文在总结悬索桥发展历史和理论计算方法的基础上，以重庆忠县长江大桥--主跨560m的单跨双铰钢管桁架悬索桥为依托工程，对该桥当前使用状态进行了理论模拟分析。得出了以下结论：此类大跨径悬索桥桥面板会与加劲梁一起工作，且对加劲梁下弦杆受力产生不利影响。 为了明确忠县长江大桥桥面板与钢管桁架加劲梁的受力关系，本文建立了两种空间分析计算模型，即：桥面系参与加劲梁受力的共同作用模型和不参与加劲梁受力的传统模型。通过对这两种模型计算结果和对比分析，发现桥面系对加劲梁在活载作用下的受力有很大的影响，这与传统设计理论--加劲梁是悬索桥梁行车道受力的主体结构存在较大差异。显然，忽略桥面板对加劲梁受力的不利影响，可能使桥梁处于危险状态。为了验证这一结论，笔者分别采用MIDAS和ABAQUS两种有限元软件进行分析计算，其计算结果基本一致。在理论分析的基础上，通过现场荷载试验对理论计算结果进行了验证，验证结果证明了桥面系参与工作的事实。通过以上的理论分析和现场荷载试验的验证，得到了忠县长江大桥目前状态下的合理计算模型，即：桥面板参与加劲梁受力共同作用模型。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1悬索桥的发展

1.2悬索桥的计算理论和方法

1.3悬索桥加劲梁合理计算模型研究

1.3.1依托工程概况

1.3.2问题的提出

1.3.3拟采用的解决方法

1.3.4本项目研究的意义

第二章悬索桥加劲梁合理计算模型研究

2.1空间有限元模型

2.1.1空间有限元模型的建立

2.1.2材料参数

2.1.3加劲梁控制截面及杆件、测点编号

2.1.4设计荷载和计算加载工况

2.2传统计算模型及其计算结果

2.2.1传统计算模型的建立

2.2.2传统计算模型中加劲梁的计算结果

2.2.3传统模型计算结果的分析及其结论

2.3桥面板参与加劲梁共同作用模型及其计算结果

2.3.1共同作用模型的建立

2.3.2共同作用模型中加劲梁的计算结果

2.4Abaqus共同作用模型及其计算结果

2.4.1Abaqus共同作用模型的建立

2.4.2Abaqus共同作用模型计算结果

2.5共同作用模型与传统模型计算结果的比较分析

2.5.1两种计算模型中活载作用下计算结果的比较分析

2.5.2两种计算模型中各计算工况作用下计算结果的比较分析

2.5.3 Midas共同作用模型与Abaqus共同作用模型计算结果的比较分析

第三章静力荷载试验结果与共同作用模型计算值的比较分析

3.1静力荷载试验方案

3.1.1检测内容

3.1.2检测方法

3.1.3试验荷载及试验工况

3.2静力荷载试验主要结果及其与计算值的比较分析

3.2.1加劲梁挠度检测值

3.2.2加劲梁应力检测值

3.2.3静力试验检测结果与计算值的比较分析

第四章结论

4.1本桥加劲梁受力的合理计算模型

4.2需要进一步研究的问题和建议

致谢

参考文献

攻读工程硕士学位期间发表的论文