基于吊拉组合体系桥的力学性能分析

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1、浙江工业大学硕士学位论文吊拉组合体系桥的力学性能分析姓名：张丹申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：张新军20070401摘要浙江工业大学硕士学位论文吊拉组合体系桥的力学性能分析吊拉组合体系桥是由悬索桥和斜拉桥发展而来的一种新型缆索支承桥梁，它结合了斜拉桥和悬索桥体系的主要优点，并克服了单一悬索桥或斜拉桥在力学性能、施工以及抗风稳定性等方面存在的不足，具有结构新颖美观、受力合理、跨越能力强、抗风性能好、施工安全和造价低等优点，在深水基础以及强风区尤能突出其优越性，为21世纪跨海连岛工程建设提供了一种比较理想的桥型方案。本文针对吊拉组合体系桥的设计方案，对吊拉组合体系桥的力学性能包括静

2、力特性、动力特性以及抗风性能等方面进行了系统的分析和研究，研究成果对该类桥梁的设计具有很好的指导意义和参考应用价值。本文分别采用基于cR列式法的结构三维几何非线性有限元分析程序GNFEA、基于子空间迭代法的结构动力特性分析程序SDCA、结构三维非线性空气静力分析程序BSNAA以及桥梁结构颤振分析程序BSLFA，一方面分析和比较了主跨1400m的悬索桥、斜拉桥和吊拉组合体系桥的力学性能包括静力特性、动力特性、静风稳定性以及空气动力稳定性等，并探讨了吊拉组合体系桥在超大跨度桥梁中应用的可能性；另一方面，系统地分析了主要设计参数包括主缆矢跨比、吊跨比、边跨长度、斜拉索索面布置形式以及边跨辅助墩

3、设置等对吊拉组合体系桥力学性能的影响，指出了关键的设计参数，并探讨了其合理的取值范围。摘要浙江工业大学硕士学位论文通过分析和比较表明：(1)吊拉组合体系桥刚度大，活载作用下的结构变形和内力小，风作用下结构的稳定性好，是一种理想的大跨度和超大跨度缆索支承桥梁的结构型式；(2)当主缆矢跨比在0．1左右，吊跨比在0．4～0．5之间，并采用短边跨、外倾式的斜拉索索面布置形式以及在边跨设置辅助墩时，吊拉组合体系桥的各项力学性能最好。关键词：吊拉组合体系桥，静力特性，动力特性，静风稳定性，颤振稳定性nABSlnCT浙江工业大学硕士学位论文M匝CHANICALPERIroRMk气NCEANALYSIS

4、oFCABLE—STAyED—SUSPENSIoNHYB啪BRⅢGEThecable··stayed·-suspensionhybridbridgeisanewbridgetypeofcable-supportedbridges，whichisdevelopedfromsuspensionbridgeandcable—stayedbridge．Ittakesthemainadvantagesofthesuspensionbridgeandcable-stayedbridge，andalsomakesupthedeficienciesexistinginthesuspensionbridg

5、eorcable—stayedbridgesuch私themechanicalperformance，constructionandwindstability．Thecable—stayed—suspensionhybridbridgeprovidesacomparativelyidealbridgetypeforthestrait-crossingprojectsinthe21啦century,duetoitselegantshape，reasonableloadcarrying，strongcrossing，goodwindresistance，safeconstruction，lo

6、wcostandSOon，especiallysuitableforthelocationsfacedwitllbadnaturalconditionssuchasthedeep-wateredfoundationandtheviolenttyphoon．Thispapergivesasystematicstudyanddiscussiononthestaticperformance，dynamicalcharacteristicsandwindresistanceofthecable-stayed—suspensionhybridbridge．TheresultsCanprovideh

7、elpfulguideandvaluablereferenceforthedesignofthecable-stayed-suspensionhybridbridge．ThecomputerprogramsincludingGNFEAbasedonCRformulationforstructuralthree—dimensionalgeometricalnonlinearfilliteelementanalysis，SDCAbase