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特大体量公铁两用矮塔斜拉桥箱—桁组合结构的研究
| 论文题名： | 特大体量公铁两用矮塔斜拉桥箱—桁组合结构的研究 |
| 关键词： | 矮塔斜拉桥;箱-桁组合结构;主梁施工工法;有限元模拟 |
| 摘要： | 拟建的WHS桥是一座(98+238+588+224+84)m的公铁两用双主桁双索面矮塔斜拉桥。该桥分两层，上层为8车道公路，下层为4线铁路，它将是当前国内外跨度和体量都最大的公铁两用矮塔斜拉桥。为提高桥梁刚度，上层桥面采用正交异性板开口钢箱梁;下层桥面采用正交异性板闭口钢箱梁;主桁杆件与上、下层钢箱梁结合成整体形成箱-桁组合结构。这种结构形式国内外未有先例，结构构造和受力情况都很复杂。本文对该桥的结构形式、变形和受力特征、主梁施工工法进行了研究，主要工作和成果如下: 1.对WHS桥有限元模拟方法进行了研究，选用空间杆系结构法建立全桥有限元模型，对上层公路正交异性板开口钢箱梁采用单层梁格法模拟，对下层铁路正交异性板封闭钢箱梁采用双层梁格法模拟。 2.研究了WHS桥在活载作用下的变形和受力性能，结果表明:由于采用了箱-桁组合结构，该桥在铁路和公路静活载共同作用下最大竖向位移为985mm，挠跨比1/597。 3.研究了铁路箱梁底板、上弦箱刚度、主桁刚度、斜拉索刚度、桥塔刚度、斜拉索锚固于上弦和下弦等因素对活载作用下WHS桥变形和受力的影响。结果表明:铁路钢箱梁对桥梁刚度有较大贡献，钢箱梁底板不可或缺;上弦箱、主桁、斜拉索和桥塔等的刚度对桥梁的变形和受力也有明显的影响;斜拉索锚于上弦时桥梁的变形和受力状态优于锚于下弦。 4.对该桥提出了三种主梁施工工法并研究了与之相关的桥梁在恒载作用下的变形和受力，对三种工法作了综合比较。结果表明:一次成桥的工法稳定性较好，施工过程较易控制;两种二次成桥的工法均需严格控制拼装顺序并及时调整索力;三种工法在恒载、恒载与活载共同作用下塔柱塔顶外侧均出现拉应力。 5.对WHS桥的结构合理性作出了评价并提出了优化和细化的建议。该桥结构形式和构造总体合理，整体刚度和受力总体满足要求;塔柱塔顶应采取措施局部加强、或考虑将其上横梁去掉或下移至锚索以下。 本文的研究成果为WHS桥的设计提供了依据，对其他类似桥梁也有参考价值。 |
| 作者： | 车然娜 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 张晔芝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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