抚顺万新大桥设计计算与锚固跨分析研究

摘要

抚顺万新大桥为自锚式混凝土悬索桥,由于浑河河床较浅,洪水水位较高,因此采用了一种新型的锚固方式:主缆绕过锚固体.这种类型的锚体优点是最大限度减小了锚固体的尺寸,满足了设计的要求.在国内所修建的自锚式悬索桥中,采用这种锚固方式的尚属首次.该文查阅了自锚式悬索桥的相关文献,总结自锚式混凝土悬索桥的特点,并且对自锚式混凝土悬索桥的锚固方式进行了分类.确定自锚式悬索桥结构恒载作用下的成桥索力是结构计算中的重要内容.计算成桥索力的关键是确定合理的主缆线形.该文采用刚性支撑连续梁法(计入主缆水平分力)计算初始索力,将其导入软件Midas civil中,利用悬索桥建模模块计算得到主缆线形.在软件Ansys中建立有限元模型,通过计算调整,使结构达到理想成桥状态,此时的索力即为合理成桥索力;同时通过几种工况的计算,确定了锚固跨在正常使用极限状态下的主缆拉力.该文在Solidworks2000中建立锚固跨的实体模型,并将其导入通用有限元软件Ansys,建立锚固跨的有限元模型.通过对锚固跨在施工阶段和正常运营阶段应力分布的系统研究,得出一些有价值的结论.根据分析得到的结果对锚固跨的设计提供了改进的意见,修改设计方案后,锚固跨在各阶段的应力分布均满足了设计要求.该文的分析方法和结论对同类型桥梁设计具有一定的参考价值.

目录

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第一章绪论

1.1悬索桥和自锚式悬索桥简介

1.2自锚式悬索桥的发展概况

1.2.1自锚式悬索桥的早期发展

1.2.2现代自锚式悬索桥

1.2.3自锚式悬索桥的新发展——自锚式混凝土悬索桥

1.3自锚式悬索桥的基本构造

1.4自锚式混凝土悬索桥实例简介

1.4.1大连金湾桥

1.4.2吉林松花江大桥(设计方案)

1.4.3抚顺万新大桥

1.5自锚式混凝土悬索桥的总体评价

1.5.1自锚式混凝土悬索桥的特点

1.5.2自锚式混凝土悬索桥的优缺点

1.6自锚式悬索桥的发展前景

1.7论文的目的和主要工作

第二章悬索桥计算理论

2.1计算理论的演变和发展

2.2悬索桥计算理论

2.2.1弹性理论(19世纪～20世纪初)

2.2.2挠度理论(20世纪初～1980年)

2.2.3有限位移理论(1980年～至今)

第三章悬索桥的有限元方法

3.1非线性问题概述

3.2自锚式混凝土悬索桥中的非线性问题

3.3自锚式混凝土悬索桥的几何非线性效应因素

3.4几何非线性分析的有限元方法

3.4.1几何非线性分析问题的一般性讨论

3.4.2总体拉格朗日列式法(T.L列式法)

3.4.3修正的拉格朗日列式法(U.L列式法)

3.4.4拖动坐标法建立有限元方程

3.5非线性方程式的解法

3.6桥梁结构分析常用单元的切线刚度矩阵

3.7活载的几何非线性分析

第四章抚顺万新大桥简介及设计计算

4.1抚顺万新大桥简介

4.1.1抚顺万新大桥设计简介

4.1.2抚顺万新大桥施工过程简介

4.1.3锚固跨简介

4.2自锚式悬索桥恒载的合理成桥索力

4.3抚顺万新大桥合理成桥索力的计算

4.3.1计算吊索初始索力

4.3.2合理成桥索力的计算

4.4抚顺万新大桥主缆拉力的计算

4.4.1对于混凝土徐变收缩的处理

4.4.2主缆拉力的计算

第五章抚顺万新大桥锚固跨分析研究

5.1建模过程与单元介绍

5.1.1计算模型的简化

5.1.2锚固跨有限元模型介绍

5.2锚固跨应力分析研究

5.2.1锚固跨施工阶段应力分析

5.2.2锚固跨成桥状态应力分析

5.2.3锚固跨正常使用极限状态应力研究

5.2.4关于滑动索鞍处应力分布的分析讨论

第六章结论

参考文献

致谢

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