[博士]大跨度自錨式斜拉懸索橋分析方法與性能研究

內(nèi)容簡介

　　[博士]大跨度自錨式斜拉懸索橋分析方法與性能研究　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：大連理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2009　　近年來，隨著交通科技的發(fā)展各種各樣的橋型也隨即產(chǎn)生，大跨徑懸索橋與大跨徑斜拉橋更是發(fā)展迅速。但是隨著橋梁所處的空間、施工條件以及經(jīng)濟(jì)造價(jià)的限制，這些大跨徑橋型越來越受到限制;橋型多樣化，空間結(jié)構(gòu)橋梁增多是橋梁發(fā)展的趨勢所在。新工藝、新材料和高性能計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使得與橋梁設(shè)計(jì)相關(guān)理論在近三十年得以迅速發(fā)展、完善?！　? 概念設(shè)計(jì)方面:經(jīng)過解析與數(shù)值分析理論的發(fā)展，明確了典型結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)特性，涌現(xiàn)了各種樣式懸索橋、斜拉橋，協(xié)作體系橋梁。自錨式、地錨式懸索橋以其優(yōu)美的線型、新穎的外觀以及選址靈活等特點(diǎn)受到大家喜歡。地錨式懸索橋雖然是大跨徑甚至超大跨徑橋梁的首選，但是它那碩大的錨旋受到施工以及經(jīng)濟(jì)的制約越來越讓人們傷透腦筋。自錨式懸索橋而越來越受到青睞，一大批大跨度自錨式懸索橋也就應(yīng)運(yùn)而生。但是受到材料以及力學(xué)體系的限制跨徑也受到很大制約，只能在中小跨徑徘徊。斜拉橋的跨徑也作的越來越大，已經(jīng)超過千米的斜拉橋世界上也有好幾座，發(fā)展勢頭也銳增。斜拉橋的剛度以及挺拔的力度也受到人們的青睞，在中小跨徑以及大跨徑橋梁，跨江、跨海等地理位置復(fù)雜的地形、還有風(fēng)速以及地震惡劣環(huán)境條件下的地形都能看到斜拉橋挺拔的身影。但是斜拉橋隨著跨徑的增加，隨著力學(xué)體系要求，斜拉橋的塔高越來也越高，千米級斜拉橋的塔高達(dá)到350多米甚至400米，這么高的普通建筑都受到力學(xué)和環(huán)境的挑戰(zhàn)，何況還受到靜力以及動(dòng)力不斷施加的橋梁，施工難度以及監(jiān)控相當(dāng)復(fù)雜。況且還有地形以及航空管制等外界事物的必然限制。綜合以上很多因素的考慮，基于大連灣跨海大橋的實(shí)例，大連理工大學(xué)課題組提出了自錨式斜拉一懸索協(xié)作體系橋梁來解決相應(yīng)的問題，還受到交通部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“斜拉一懸索協(xié)作體系橋梁的研究”開發(fā)課題的資金資助。西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目基金(2006 318 823 50)?！　? 自錨式斜拉一懸吊協(xié)作體系橋作為一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)形式，具備了傳統(tǒng)的斜拉一懸吊協(xié)作體系橋的諸多優(yōu)點(diǎn)，而且由于龐大錨旋的取消，更好的適應(yīng)了深海軟土地基的建設(shè)，在不良地質(zhì)環(huán)境條件下具有強(qiáng)勁的競爭力，目前己被工程界所采納。但從己有的文獻(xiàn)看，對這種橋型靜、動(dòng)力性能的研究頗為少見。為了確保自錨式斜拉一懸索橋施工和成橋運(yùn)營期間的安全，使得自錨式斜拉一懸索橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)合理，本文以擬建的大連灣跨海大橋以及金州灣跨海大橋?yàn)楣こ瘫尘?，基于幾何非線性有限元理論、圖論優(yōu)化理論，對大跨度自錨式懸索橋整體穩(wěn)定與極限承載力、結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性、地震響應(yīng)分析、抗震減震、顫振穩(wěn)定、抗震可靠度、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠度等幾個(gè)方面開展了大跨度自錨式斜拉一懸索橋分析方法與性能方面的研究。

專題推薦