大跨度悬索桥主缆弯曲刚度效应及二次应力研究

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1、隱禱編乂季隹ＳＯＵＴＨＷＥＳＴＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＰ＊震ｐｆ博±学缸论文．胃曇雜及二－—＾邑．二—Ｉｓ巧诸該（国家自然科学基金资助项目：１７８３％，项目编号５１）：－—－爹＇．誦年及；—￣＾ｉ户氯．国内图书分类号：Ｕ４４８．２５密级：公开国际图书分类号：６２４．５西南交通大学研究生学位论文大跨度悬索桥主缆弯曲刚度效应及二次应力研究（国家自然科学基金资助项目，项目编号：５１１７８３９６）年级二〇〇八姓名严瑶申请学位级别博壬专业桥

2、梁与隧道工程指导老师沈锐利教授二〇—四年十一月Ｓ十日ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ４４８．２５Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２４．５Ｓｏｕ化ｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤｏｃｔｏｒＤｅｒｅｅＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｇＳＴＵＤＹＯＮＢＥＮＤＩＮＧＳＴＩＦＦＮＥＳＳＥＦＦＥＣＴＡＮＤＳＥＣＯＮＤＡＲＹＳＴＲＥＳＳＯＦＭＡＩＮＣＡＢＬＥＯＦＬＯＮＧＳＰＡＮＳＵＳＰＥＮＳＩＯＮＢＲＩＤＧＥｓｕｏｒｔｅｄｂ出ｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄ

3、ａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（ｐｐｙ，ＧｒａｎｔＮＯ．１：５１７８３９６）Ｇｒａｄｅ：２００８Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＹＡＮＫｕｎＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ．ｇｐｐ：Ｐｈ．ＤＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＢｒｉｄｅａｎｄＴｕｎｎｅｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇ－Ｓｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＳＨＥＮＲｕｉ。ｐＮｏｖ．３０２０１４，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印

4、件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可ｙ？将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密甘＾使用本授权书。＂＂（请在Ｗ上方框肉打Ｖ）学位论文作者签名：觀导老师签名；ＭＭ４平指勺．．＞曰期：日期／ｒｓ＞ｐ：兴ｒ／ｒ如糾日西南交通大学博±学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或

5、撰。除文中己经注明引巧的内容外写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：Ｋ将主缆离散为小挽度的细长梁单元并推导其刚度矩阵，建立了基于细长梁单元的主绳线形计算方法并编制程序，通过９根悬索模型的静动力试验结果检验了计算方法的可靠性，得到了弯曲刚度对主缆变形影响程度及弯曲刚度取值的定性结果。（第２章和第３章）一２，、拓展了种能同时考虑主缆弯曲刚度和初始弯曲的初弯曲梁单元推导其切线Ｕ．Ｌ刚度矩阵并编制基于．列式的非线

6、性有限元程序，实现了主绳在索鞍处的线形修正及施工过程中主缆几何特性的改变，并对南京长江四桥施工过程中及成桥状态时弯曲刚度对主缆线形及内力的影响进行了分析。（第４章和第６．２节）３、提出并建立了能够考虑钢丝滑移的主缆分层单元模型，同时给出了层间极限摩擦力的计算方法。通过索股模型试验验证了分层单元模型的正确性，并得到了均布缠丝力、轴向拉力和索长对索股断面不均匀应力及变形的影响规律，Ｗ及索股截面弯曲刚度在层间滑移过程中的变化规律。（第５章）４、对南京长江四桥加劲梁吊装过程中主缆断面的应力进行全过程实测，这在国内尚属首次，

7、Ｌ。通过实测数据获得加劲梁吊装过程中主缆断面的分层应为状态Ａ及主缆各断面二次应力随吊装过程的变化规律，并最终得到成桥状态时桥塔索鞍两侧主绳断面的最大二次应力数值。（第６．４节）学位论文作者签名：似平日期：＞１？少互＾西南交通大学博±硏究生学位论文第Ｉ页摘要悬索桥具有跨越能力大、抗震性能好、轻巧美观、结构形式多样及对地形适应能力强等特点，是大跨度桥梁的首选桥型。随着大跨度悬索桥建设的迅猛发展，主缆截面越来越大，比如香港青马大桥和明石海峡大桥的主缆直径已经达到１．１ｍ。由于受到鞍座，大截面主缆的弯曲刚度

8、对其线形和受力的影响更为、索夹和缠丝等因素的影响复杂。主缆除了承受恒载和活载所产生的轴向拉应力外，还受到索鞍转向时产生的弯ｉ二曲