[博士]大跨度自錨式斜拉懸索橋分析方法與性能研究

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　　[博士]大跨度自錨式斜拉懸索橋分析方法與性能研究　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：大連理工大學　　學位年度：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)濟造價的限制，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、新材料和高性能計算機的出現(xiàn)，使得與橋梁設計相關理論在近三十年得以迅速發(fā)展、完善。　　概念設計方面: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運而生。但是受到材料以及力學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、跨海等地理位置復雜的地形、還有風速以及地震惡劣環(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到350多米甚至400米，這么高的普通建筑都受到力學和環(huán)境的挑戰(zhàn)，何況還受到靜力以及動力不斷施加的橋梁，施工難度以及監(jiān)控相當復雜。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例，大連理工大學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的問題，還受到交通部西部交通建設科技項目“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。西部交通建設科技項目基金(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，而且由于龐大錨旋的取消，更好的適應了深海軟土地基的建設，在不良地質(zhì)環(huán)境條件下具有強勁的競爭力，目前己被工程界所采納。但從己有的文獻看，對這種橋型靜、動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營期間的安全，使得自錨式斜拉一懸索橋結(jié)構(gòu)的設計更加經(jīng)濟合理，本文以擬建的大連灣跨海大橋以及金州灣跨海大橋為工程背景，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)動力特性、地震響應分析、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。

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