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独塔双跨不对称矮塔斜拉桥受力特性分析
| 论文题名： | 独塔双跨不对称矮塔斜拉桥受力特性分析 |
| 关键词： | 矮塔斜拉桥;受力构件;结构荷载;应力分析 |
| 摘要： | 矮塔斜拉桥是一种以斜拉索、主梁及桥塔为主要受力构件的组合体系结构，其特点是桥面体系以主梁受弯、支承体系以斜拉索受拉及桥塔受压为主。作用在桥面上的外荷载，大部分由主梁承担，另外部分由斜拉索承担，再通过桥塔和墩台传递给地基。斜拉索在一定程度上减轻了主梁的负荷，提高了结构的承载能力和安全性。但由于组成构件种类较多，各构件功能迥异且为高次超静定体系，给力学分析带来了很大的困难，另外，各构件刚度大小的取值也成了设计者面临的一个关键问题。为此，国内外很多学者对此展开了大量研究，可惜的是，大部分研究只是针对某特定矮塔斜拉桥结构进行数值分析，得出的结论只能是一些个体结论，无法给设计人员提供直接的设计参考。 本文利用能量原理的最小势能原理，引入索力相等、等效膜张力等假定，通过Ritz法推导独塔双跨不对称矮塔斜拉桥斜拉索等效膜张力、长短跨索力比及主梁挠度的解析解。同时，利用MIDAS/CIVIL软件对公式进行验证。对公式产生的误差进行分析和修正，使其计算误差满足概念设计阶段的要求，帮助设计人员理解矮塔斜拉桥的受力特点和各个构件协作受力机理。同时，利用推导得到的公式，对独塔双跨不对称矮塔斜拉桥的设计参数进行研究。通过改变无索区长度、长短跨跨径比、斜拉索倾角及斜拉索间距等参数，对斜拉索等效膜张力、长短跨索力比及长、短跨跨中挠度等参数的影响进行分析。得到这些参数的变化规律，并给出合理的取值范围，为设计人员提供理论参考。另外，还对斜拉索、主梁及桥塔的刚度进行了分析。利用推导得到的公式，通过计算不同斜拉索、主梁及桥塔刚度下，斜拉索等效膜张力、长短跨索力比及长、短跨跨中挠度的数值，分析了各主要受力构件的刚度对结构整体受力性能的影响。基于此，还进一步讨论了索梁等代刚度比、索塔等代刚度比及塔梁等代刚度比和结构整体受力的关系，得到了各个构件间的刚度比对结构整体受力的影响，通过以上结构设计参数的研究，从力学本质上揭示了不同结构设计参数对矮塔斜拉桥整体受力性能的影响，从而为设计人员确定各设计参数和各个构件刚度取值提供了理论依据和参考。 |
| 作者： | 楼旦丰 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 蔡金标 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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