[硕士]金州湾自锚式悬索桥方案优化

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内容简介

　　[硕士]金州湾自锚式悬索桥方案优化　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位： 硕士 　　学位授予单位：大连理工大学　　学位年度：2008　　 金州湾二桥工程是辽宁省滨海公路建设的重要组成部分，该区段位于大连市金州区，横跨金州湾。在满足适用、经济、安全、美观的前提下，充分考虑与周围环境的协调性，并且要富有时代风貌，能够体现出国内外桥梁建设的高水平，能够反映出大连这个北方明珠的城市风采。经过多个方案的研究比选，大连理工大学桥梁研究所提出了主桥为自锚式悬索桥的方案，该桥建成后将成为世界上最大跨径的自锚式悬索桥，同时成为中国北方第一桥。本文主要是对金州湾自锚式悬索桥方案进行优化，具体工作如下:　　 (1)查阅了国内外的相关资料，对其进行总结和归纳，详细的阐述了悬索桥尤其是自锚式悬索桥的发展概况，并归纳总结了自锚式悬索桥的构造功能和优缺点。　　 (2)研究了自锚式悬索桥各种计算理论和分析方法，包括最初的弹性理论到现在的有限元方法，并对这些理论进行了比较，为方案的设计和计算提供了理论基础。　　 (3)方案优化的第一步主要是针对主梁的材料。基于有限元理论，考虑多种非线性因素的影响，利用大型通用有限元软件ANSYS分别建立了混凝土箱梁、钢箱梁、叠合梁三种不同主梁材料的有限元模型，计算出主梁应力并给出了应力包络图，对结果进行了分析比较，混凝土主梁应力最差，这也说明混凝土梁在大跨度桥梁设计中的局限性。最后结合经济性、施工的难易性指标，得出钢梁为最优主梁材料的结论。　　 (4)主缆矢跨比和边跨比是悬索桥设计中很重要的两个参数，本文在选定钢箱梁的基础上，进一步对这两个参数进行了优化。分别建立了不同矢跨比、不同边跨跨度的有限元模型，对计算结果进行了比较分析，并结合经济性、美观性等因素，最终选定该桥的主跨矢跨比为1/5.56，边跨跨度为130m o　　 (5)建立了钢箱梁的有限元模型对其局部稳定问题进行了分析，对钢箱梁截面形式进行了优化，最终得到满足局部稳定性要求的钢箱梁截面。

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