独塔自锚式悬索桥全桥有限元计算分析研究

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1、中国图书分类号：U448．25谣南交通大学研究生学位论文独塔自锚式悬索桥全桥有限元计算分析研究年姓级二00四级名一一一盔睦—liL一一一申请学位级别壶握垫竖查竖塑囊塑±堂焦专业一一一叠銎鱼堕堕墨堡一指导老师一一——塑塾笪墼垫二00七年五月西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页ABSTRACTBasedonthedesignprojectofasingle-towerself-anchoredsuspensionbridgewiththespanof35+137+248+35JILthisthesisbuiltsupanintegr

2、atedfiniteelementmodelofthewholebridgetoanalysestructuralshapeunderfinishedbridgestate，staticbehavior,dynamicbehaviorandstability．Atfirst．themaincables’shapeandtheforcesofa11themembersunderf'mishedbridgestatearecomputedandanalysed．thenthestructuralbehaviorsundertheliv

3、eload．temperature10ad，windloadandsettlementoffoundation．Andthestructuraldeflectionandbehaviorsalecomputedaccordingtothemostdisadvantageouscombinationoftheaboveloads．Free．vibrationcharacteristiciscomputed．Seismicresponseisanalysedbymeansoftheresponsespectrumanalysisand

4、thetimehistoryanalysis．Atlast，theelasticstabilityunderfinishedbridgestateandoperationstageiscalculatedandanaylsed．KeyWords：self-anchoredsuspensionbridge；staticbehavior；seismicresponse；stability西南交通大学硕士研究生学位论文第1页1．1自锚式悬索桥概述第l章绪论1．1．1自锚式悬索桥的发展历程从建造历史来说，自锚式悬索桥并不是一种新桥型。19

5、世纪后半叶，奥地利工程师约瑟夫·朗金和美国工程师查理斯·本德提出了自锚式悬索桥的造型。朗金于1870年在波兰建造了世界上首座小型铁路自锚式悬索桥l”。20世纪初，自锚式悬索桥首先在德国兴起，自1915年在莱茵河上建造的第一座大型自锚式悬索桥——科隆．迪兹桥【21起，到1929年共修建了5座自锚式悬索桥，其中1929年建成的科隆．米尔海姆桥主跨跨径达到315m，保持自锚式悬索桥跨径记录70余年。在这期间美国和日本也建造了几座自锚式悬索桥。40年代塔科马桥风毁事故后，悬索桥的建造步入了低谷阶段。1954年德国工程师在杜伊斯堡完成了跨径

6、230m的自锚式悬索桥后，世界上较少再建造这种桥。上世纪90年代，日本和韩国重新推出了这种桥型，并且注入了新的元素。1990年建成的日本此花大桥为单索面自锚式公路悬索桥，跨径布置为120+300+120m，主缆垂跨比1：6，采用倾斜吊杆，加劲梁为钢箱梁，主塔为花瓶型；1999年建成的韩国永宗大桥为双索面公铁两用自锚式悬索桥，跨径句置125+300+125m，垂跨比l：5，采用竖直吊杆。索面倾斜，花瓶型主塔，加劲梁是桁架梁与钢箱梁的双层组合结构，上层通行汽车，下层铺设铁路。这两座桥成为现代自锚式悬索桥的典型代表。美国奥克兰海湾新桥重

7、建计划中包括一座单塔双跨自锚式悬索桥，其主跨径达到385m，这几座桥的设计和建成拉开了新世纪自锚式悬索桥研究和建造的序幕【31。1．2．2国外现代自锚式悬索桥(1)日本此花大桥日本此花大桥建成于1990年，又名北港联络桥，是1945年以来修建的第一座自锚式公路悬索桥，也是世界上唯一的一座英国式自锚式悬索桥，该桥跨径布置为120+300+120m，加劲梁为单箱三室钢箱梁，梁宽26．5m，粱高3．17m，西南交通大学硕士研究生学位论文第2页高跨比为1：95，矢跨比为1：6(比一般悬索桥的矢跨比要大，这样可以减小加劲梁的轴力)。该桥吊索

8、做成倾斜状，桥塔为花瓶形。图1．1只本次花大桥(2)韩国永宗大桥韩国永宗大桥位于韩国汉城仁川国际机场通往汉城城区的高速公路上，是世界上第一座双层行车的公铁两用自锚式悬索桥，其结构造型和尺寸都与此花大桥很相似，但永宗大桥和此花大桥有3个主要不同点：为