双塔自锚式悬索桥体系特性研究

论文摘要

自锚式悬索桥以其优美、错落有致的外形受到工程师们的青睐。自锚式悬索桥无论在施工方面，还是在成桥后受力方面，都与传统地锚式悬索桥有很大的不同。本文结合工程实际，对自锚式悬索桥的极限跨度、极限承载力、几何参数、经济技术参数方面进行了研究和讨论，具体做了以下工作：一、在地锚式悬索桥挠度理论的基础上推导自锚式悬索桥挠度理论基础微分方程，并得出自锚式悬索桥挠度理论下的基础微分方程等同于地锚式悬索桥在弹性理论下基础微分方程，从而揭示出自锚式悬索桥更适合于弹性理论分析这一问题的实质。二、采用加劲梁稳定控制因素和主缆、加劲梁材料强度控制因素两种方法，结合目前桥梁常用的材料，对钢加劲梁自锚式悬索桥的极限跨度进行了具体研究，通过两种方法的计算分析和比较，得出了双塔自锚式悬索桥的极限跨度是由加劲梁稳定性控制的结论。并给出了在材料特定的情况下，自锚式悬索桥能够达到的极限跨度值。三、以长沙市三汊矶湘江自锚式悬索桥为工程背景，对其进行了极限承载力的分析；研究和讨论了自锚式悬索桥主缆的矢跨比、加劲梁的约束方式、主梁拱度、吊杆的间距、加劲梁的边中跨比、主跨跨数等主要参数对体系受力的影响，得出自锚式悬索桥受力的一些规律。四、对自锚式悬索桥的经济技术参数进行分析，推导出了自锚式悬索桥体系的缆索用钢量公式，对其进行分析和讨论，得出其与钢材容许应力、主跨长度、主缆矢跨比的关系，通过公式计算得到三汊矶大桥的缆索用钢量与实际用钢量相差约为4.5％。并讨论了加劲梁、索塔的经济性能，提出了几点自锚式悬索桥经济技术的优化途径与方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外自锚式悬索桥的发展
• 1.3 自锚式悬索桥的特点及技术
• 1.3.1 自锚式悬索桥和地锚式悬索桥的异同点
• 1.3.2 自锚式悬索桥的技术
• 1.4 本文研究的主要工作
• 第二章 悬索桥静力分析方法及设计计算基本理论
• 2.1 悬索桥的静力分析方法
• 2.2 悬索桥设计计算基本理论
• 2.3 自锚式悬索桥挠度理论
• 2.3 自锚式悬索桥几何非线性分析方法
• 2.3.1 主缆垂度效应
• 2.3.2 结构大位移效应
• 2.3.3 初始内力引起的非线性
• 2.4 本章小结
• 第三章 自锚式悬索桥的静力分析
• 3.1 自锚式悬索桥的极限跨度分析
• 3.1.1 加劲梁稳定性控制下自锚式悬索桥极限跨度的研究
• 3.1.2 材料强度控制下自锚式悬索桥极限跨度的研究
• 3.1.3 双塔三跨式自锚式悬索桥极限跨度结论
• 3.2 自锚式悬索桥的极限承载力分析
• 3.2.1 极限承载力分析方法
• 3.2.2 三汊矶湘江大桥极限承载力分析
• 3.3 自锚式悬索桥力学性能分析
• 3.3.1 主缆矢跨比对结构受力的影响
• 3.3.2 约束方式的影响
• 3.3.3 主梁拱度的影响
• 3.3.4 不同吊杆间距的影响
• 3.3.5 不同边中跨比的影响
• 3.3.6 不同主跨跨数的影响
• 3.3.7 辅助跨的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 自锚式悬索桥的经济技术参数分析
• 4.1 自锚式悬索桥的分项经济技术指标分析
• 4.2 自锚式悬索桥经济技术优化的途径与方法
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文及科研情况