【摘 要】
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随着我国经济、工业和能源事业的快速发展,越来越多的与机械、电力、能源、化工相关的大型工程设施开始投入建设,对类似于像变压器、风力发电机叶片、反应器等高价值、大重量、大尺寸、不可拆卸的大型物件的运输越来越多,这就给我国公路桥梁的正常使用和安全运营带来了巨大的挑战。本文根据前人的科研成果,研究了自锚式悬索桥在大件运输车辆荷载作用下的动力响应以及主缆和吊索的疲劳损伤效应,主要工作和成果如下:（1）基于弹
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随着我国经济、工业和能源事业的快速发展,越来越多的与机械、电力、能源、化工相关的大型工程设施开始投入建设,对类似于像变压器、风力发电机叶片、反应器等高价值、大重量、大尺寸、不可拆卸的大型物件的运输越来越多,这就给我国公路桥梁的正常使用和安全运营带来了巨大的挑战。本文根据前人的科研成果,研究了自锚式悬索桥在大件运输车辆荷载作用下的动力响应以及主缆和吊索的疲劳损伤效应,主要工作和成果如下:（1）基于弹性系统动力学总势能不变值原理和有限元法推导了三维n轴平板车和桥梁的运动方程,并通过力和位移的协调关系将其联系在一起,形成了车桥耦合动力方程组。（2）利用MIDAS/Civil桥梁有限元计算软件中的悬索桥精确平衡分析功能确定了悬索桥的初始平衡状态,并从中提取出了主缆各节点的坐标和缆索的初应力。（3）利用ANSYS软件建立了桥梁和车辆的有限元模型,通过ANSYS中的约束方程命令（CE命令）,实现桥面与车轮接触点的位移耦合。基于我国标准（GB/T7031-2005）定义的路面功率谱函数,采用三角级数法,利用MATLAB软件进行编程计算,得到了A～D级路面不平顺样本,通过定义表格数组的形式,将路面样本的不平顺值读入到ANSYS中。（4）利用ANSYS软件的瞬态分析功能,对车桥耦合系统的动力响应进行求解,研究了大件运输车辆的车速、车重和路面不平顺等因素对悬索桥跨中节点竖向位移、跨中节点竖向加速度、塔顶纵向位移、主缆轴力和吊索轴力等动力响应的影响。（5）建立了悬索桥主缆和吊索的疲劳损伤分析模型,利用MATLAB软件编写雨流计数法程序对主缆和吊索的应力时程曲线进行计数统计,得到了主缆和吊索的应力谱图。采用名义应力法对大件运输车辆荷载作用下悬索桥的主缆和吊索进行了疲劳损伤分析,研究了大件运输车辆的车速、车重对主缆和吊索疲劳损伤的影响。（6）通过引入标准疲劳加载车的概念,采用名义应力法估算了各种疲劳车辆荷载作用下悬索桥主缆和吊索的疲劳寿命。研究了大件运输车辆的年运输频次、车速和车重等因素对主缆和吊索疲劳寿命的影响,并基于此给出了大件运输车辆通过自锚式悬索桥的安全性评估方法。图132幅,表37个,参考文献93篇
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