人行悬带桥的应用及受力特性分析

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随着我国桥梁建设的迅速发展,人行桥的应用也变得空前繁荣。然而在设计过程中,人们常常考虑的是其结构的安全、通行功能的满足,对景观、人文等要求则是适当考虑,不作强求。这就直接导致了人行桥的建设单一化、模板化、缺少风格和变化。探求美观、经济、环保、适用以及形式新颖多样的人行桥已经为各界所关注。人行悬带桥这种既古老又新颖,具有构造简单、线形优美、造价低廉以及对自然环境破坏较小等优点的桥梁结构形式,首先进入人们的视线。鉴于目前人们对该种桥梁缺乏必要的认识,本文就对其应用及受力特性进行分析研究。 1.从人行桥的发展历史、主要功能以及我国人行桥的发展现状出发,分析人行悬带桥的应用背景,引入人行桥的特殊性,为人行悬带桥的应用,尤其在城市中的广泛应用和发展前景提供事实和理论依据。 2.通过理论公式的推导介绍,对索的刚度、柔度、无应力状态、荷载应力状态以及悬带的静力、动力等特性进行了分析,讨论了其变化规律及影响因素。 3.通过算例分析,讨论了索的轴向刚度与拉力变化的关系,分析了重力刚度和弹性刚度对轴向刚度的影响;同时,通过计算软件MIDAS对拟定桥梁进行动力分析,得出人行悬带桥的基频与垂跨比的关系以及特定垂度下的频率波形。 研究结果表明,其一,人行悬带桥的广泛应用是可行的,前景是美好的;其二,索的轴向刚度随着拉力的变大而变大,其主导作用也将从重力刚度逐渐转变为弹性刚度;其三,当跨径和截面形式一定时,基频随着垂跨比的增大而减小,并且均小于人步行的平均频率1.2Hz,故而人群荷载不易引起桥梁共振,所以该种桥梁结构作为人行桥也是合理的。
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