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矮寨特大悬索桥缩尺模型设计研究

2020-12-08阅读(717)

矮寨特大悬索桥缩尺模型设计研究

论文摘要

模型试验是解决新型结构和复杂课题的重要手段,桥梁模型试验研究的结果能够直观的反映桥梁在施工过程中及成桥后的运行状态,对桥梁结构设计的参数确定、施工工艺的优化和改进具有重要的意义。矮寨特大桥采用的“轨索运梁架设施工方案”属于一种新的施工工艺,为了优化和完善施工方案的若干关键细节,有必要通过矮寨特大悬索桥全桥模型试验来研究其各阶段施工过程的结构行为变化情况。本文针对矮寨特大悬索桥整体模型试验的目的,对试验模型的具体设计内容、制作与测试系统进行了系统的研究。为了更好服务工程需要,结合试验室实际条件,确定了1:33模型缩尺比例。精心设计的主索鞍准确模拟实桥索鞍鞍槽曲线,同时能够模拟施工过程主索鞍顶推施工。在充分考虑各种影响因素的基础上,选用与实桥同参数的钢丝,模型主缆设计取得良好效果。特殊设计的运梁小车、吊鞍和索扣能够充分满足进行轨索运梁施工过程试验模拟的需要。设计的岩锚索张拉和定位的岩锚索调节装置,能够满足进行岩锚索这一新型吊索构件张拉定位的试验模拟工作。为确保实桥的边界条件在试验模型中能够较好得到满足,通过数值仿真模拟分析,对模型中所有的锚固支墩进行了优化设计,确保其满足误差精度要求。结合试验工况和测试项目设计的测试系统,能够满足试验测试需要和测试精度的要求。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 悬索桥的发展概述
  • 1.2 悬索桥主要构件的受力特性
  • 1.2.1 主索塔
  • 1.2.2 主索鞍
  • 1.2.3 主缆
  • 1.2.4 吊索
  • 1.2.5 索夹
  • 1.2.6 加劲梁
  • 1.3 模型试验研究目的及实际意义
  • 1.4 工程背景
  • 1.5 本文的主要工作
  • 第二章 模型试验简介及设计准则
  • 2.1 结构模型试验简介
  • 2.1.1 结构模型试验的历史
  • 2.1.2 结构实验的分类
  • 2.1.3 优点和局限性分析
  • 2.1.4 结构模型试验的发展方向
  • 2.1.5 桥梁设计理论中计算机仿真分析和模型试验的关系
  • 2.2 模型设计相似定理
  • 2.3 模型相似条件
  • 2.4 矮寨大桥模型设计原则
  • 2.5 矮寨大桥模型相似比
  • 第三章 矮寨大桥建模说明及工况设计
  • 3.1 仿真分析建模说明
  • 3.1.1 建模说明
  • 3.1.2 作用荷载说明
  • 3.1.3 建模材料特性说明
  • 3.2 鞍座预偏量的计算
  • 3.3 空缆状态的确定
  • 3.3.1 索股的架设
  • 3.3.2 空缆线形的调整
  • 3.4 工况设计
  • 3.4.1 试验过程简介
  • 3.4.2 模型前期制作
  • 3.4.3 模型空缆架设
  • 3.4.4 岩锚索、轨索张拉
  • 3.4.5 轨索运梁安装
  • 3.4.6 桥面系安装
  • 3.4.7 二恒施工
  • 3.4.8 试验工况描述
  • 第四章 矮寨大桥模型主要构件设计
  • 4.1 模型主索塔设计
  • 4.1.1 模型设计原则
  • 4.1.2 模型材料选择
  • 4.1.3 几何主体尺寸
  • 4.1.4 截面设计
  • 4.2 模型主索鞍设计
  • 4.2.1 模型设计原则
  • 4.2.2 顶推装置
  • 4.3 模型主缆设计
  • 4.3.1 模型设计原则
  • 4.3.2 主缆设计
  • 4.3.3 主缆编缆
  • 4.3.4 主缆丝股长度
  • 4.4 模型吊索设计
  • 4.4.1 岩锚索
  • 4.4.2 其他吊索
  • 4.4.3 吊索长度
  • 4.5 模型索夹设计
  • 4.5.1 几何尺寸
  • 4.5.2 U 型吊耳
  • 4.5.3 中央扣索
  • 4.5.4 索夹的安装
  • 4.6 模型钢桁梁设计
  • 4.6.1 几何尺寸
  • 4.6.2 杆件设计
  • 4.6.3 节段连接
  • 4.7 模型索扣设计
  • 4.8 模型轨索设计
  • 4.9 模型运梁小车和吊鞍设计
  • 4.10 模型桥面板和纵梁
  • 4.11 模型主要材料参数表
  • 第五章 矮寨大桥模型边界条件设计
  • 5.1 主缆锚固
  • 5.2 主缆锚固钢支架
  • 5.2.1 茶洞岸主缆锚固钢支架
  • 5.2.2 吉首岸主缆锚固钢支架
  • 5.2.3 吉首岸桩基承载力的计算
  • 5.3 索塔锚固
  • 5.3.1 茶洞岸索塔锚固钢支架
  • 5.3.2 吉首岸索塔锚固钢支架
  • 5.4 岩锚索锚固
  • 5.5 轨索锚固
  • 5.6 配重设计
  • 5.6.1 主缆配重
  • 5.6.2 钢桁架、桥面系、二恒配重
  • 5.6.3 索夹、吊杆配重
  • 5.6.4 轨索、猫道配重
  • 第六章 矮寨大桥模型测试系统设计
  • 6.1 主缆测试系统
  • 6.1.1 主缆挠度观测
  • 6.1.2 主缆力测试
  • 6.2 索塔测试系统
  • 6.2.1 主索塔塔偏测试
  • 6.2.2 主索塔应力测试
  • 6.3 吊索索力测试系统
  • 6.4 轨索索力测试系统
  • 第七章 仿真计算与试验结果对比分析
  • 7.1 空缆架设阶段
  • 7.1.1 试验目标
  • 7.1.2 控制手段
  • 7.1.3 试验数据
  • 7.1.4 结论
  • 7.2 轨索张拉阶段
  • 7.2.1 试验目标
  • 7.2.2 试验数据
  • 7.2.3 结论
  • 7.3 轨索运梁安装阶段
  • 7.3.1 试验目标
  • 7.3.2 试验数据
  • 7.3.3 结论
  • 第八章 结论与展望
  • 8.1 结论
  • 8.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录 A（攻读学位期间发表的论文）

    • 相关论文文献

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