悬索桥由于其缆索承重的特点而具有超长的跨度,使其在技术经济上优于其他承重结构,倍受设计者的青睐,目前已成为大跨度桥梁的首选桥型。由于大跨度悬索桥结构柔性大,其几何非线性效应更为突出,成桥状态的静动态特性和响应变得更为复杂。悬索桥主缆的成桥线形是进行结构设计、计算和指导施工的关键控制因素,而自振特性分析是进行桥梁抗震、抗风设计以及车桥相互作用分析的基础。本文以武汉阳逻长江公路大桥为计算背景,围绕大跨度悬索桥成桥状态和动力特性的分析,结合工程实际应用,在现有研究的基础上,开展了一些有意义的研究。本文以节线法理论为基础,编写FORTRAN程序,通过反复迭代计算主缆的初始平衡位置。根据FORTRAN程序计算结果,运用MIDAS有限元软件建立全桥结构分析模型,分析成桥状态下的静力和动力特性。将计算结果与设计院给出的结果进行比较分析,论证本文方法实用性。根据阳逻大桥监测监控的要求进行钢箱梁节段分析。取出钢箱梁节段及其上的锚箱耳板,对其在恒载与车辆活载作用下的应力状态进行三维有限元分析,为用于钢箱梁和吊杆长期健康监测的应变传感器布设方案提供依据,验证其合理性。结合工程实际需要,本文在合理的假设下用Rayleigh法导出大跨度悬索桥竖向振动基频的实用近似计算公式,考虑了吊杆及索夹等的动能。以武汉阳逻长江公路大桥为例,将解析法计算结果与有限元计算结果、成桥脉动试验结果进行了对比分析,验证本文所得公式的正确性。
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