自锚式人行管道悬索桥设计研究

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论文以某人行桥为例进行了一系列的计算研究,桥梁采用钢桁架和双层桥面结构,以自锚式悬索桥的桥型进行设计。通过软件Midas建立三维全桥模型进行计算分析,包括成桥线形、空缆状态下的预偏量以及运营状态下的活载、温度荷载、风荷载等荷载工况下桥梁的内力以及位移等,由于此桥的特殊性,首先选择了薄壁钢管进行计算,在疲劳验算不合格的情况下采用钢管混凝土材料截面进行计算,对于钢管混凝土用于自锚式悬索桥在工程实例上十分少见,在计算过程中容易碰到以下问题:(1)通过将主梁与主塔间的支承改为弹簧支承以减小混凝土的拉应力并且使得吊杆力更加均匀,通过计算取得理想的弹簧刚度范围;(2)钢管混凝土徐变没有相应的规范,徐变主要影响在截面应力的重分布上,所以通过共节点的两个单元模拟内力重分配的问题,同时采用相对湿度为90%,构件的理论厚度足够大考虑核心混凝土的密闭环境状态,并且通过文献中提出的换算弹性模量修正混凝土的刚度变化,自动调整混凝土与钢管承担的内力;(3)对于钢管混凝土的钢管疲劳问题,同样没有相应的规范,从文献通过实验提出,在用空心管节点规范进行疲劳验算时,钢管混凝土的应力幅可以除以1.8的系数以反映钢管混凝土相对于圆管疲劳性能的改善,在此基础上计算钢管混凝土疲劳可以满足日常要求;(4)在人行激励计算中,结合最新德国规范EN03计算此桥共振时加速度响应,并运用TMD减振设置,取得较好的结果。
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