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轻型组合桥面结构自锚式悬索桥静力行为分析
| 论文题名： | 轻型组合桥面结构自锚式悬索桥静力行为分析 |
| 关键词： | 悬索桥;桥面结构;静力行为;疲劳应力幅 |
| 摘要： | 随着我国城市市政桥梁的大量建设，自锚式悬索桥凭借其无需锚碇结构、结构选型灵活的优势在中小跨经桥梁方案中越来越受到重视。本文在回顾自锚式悬索桥的发展历史、结构特点及桥面铺装发展现状的基础上，结合成都市益州大道锦江桥设计分别开展了自锚式悬索桥全桥静力分析、钢箱梁锚固结构局部受力分析及轻型组合桥面结构的受力特点研究工作。 本文首先梳理了自锚式悬索桥初始成桥状态的确定方法，即通过节线法计算的初始线形作为悬链线索单元进行精确分析，再将初始内力输入得到初始成桥状态。随后对自锚式悬索桥进行全桥静力分析，结果表明该模型在最不利荷载组合作用下的变形及应力均满足规范要求。同时，本文进一步探讨了钢箱梁采用轻型组合桥面结构对钢箱梁竖向变形的影响。 随后，考虑到钢箱梁后锚固构造的复杂性，本文分析了自锚式悬索桥主缆锚固系统设计的一般规律并使用Midas-Civil有限元软件对后锚固构造进行局部受力分析。在采用了抗拉支座、局部压重的措施以降低主缆竖向分力的不利影响后，主缆锚固区能在合理的应力及变形条件下通过锚拉板将主缆力传递到钢箱梁中。 接下来本文针对城市宽桥面钢箱梁横向效应显著的问题梳理了正交异性板体系划分及计算的方法，通过Midas-FEA有限元模型分析正交异性板的二三体系受力。针对分析中顶板应力偏大的问题，进一步对比分析沥青铺装和STC铺装方案对钢箱梁强度和顶板刚度的改善效果。 由于桥面钢箱梁受力的复杂性，本文继续采用Midas-FEA空间板单元模型模拟疲劳车辆荷载的不同荷载位置，计算分析了沥青铺装、STC铺装两种类型的钢箱加劲梁桥面疲劳问题。对比研究表明，轻型组合桥面的使用可较为有效改善桥面的刚度、减小钢桥面板使用应力、减少桥面疲劳热点部位的疲劳应力幅。 最后，本文对超高韧性混凝土铺装体系进行了参数敏感分析。主要研究荷载作用方式、STC层结构参数对铺装体系及钢桥面板应力的影响。为将来这些参数作为设计控制指标时进行多参数合理设计铺装方案提供参考。 |
| 作者： | 姚登科 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 何畏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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