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原文传递拱形倾斜独塔斜拉桥主塔倾角设计研究

论文题名：	拱形倾斜独塔斜拉桥主塔倾角设计研究
关键词：	斜拉桥;斜塔倾角;内力分析;成桥索力;力学性能
摘要：	斜拉桥是一种经济、合理、美观的桥型。随着高科技材料的使用，结构分析方法的进步，斜拉桥在上世纪90年代得到了快速发展。然而对于此类桥型关键问题之一，斜塔倾斜角度问题目前研究的还不透彻，因此本文针对这个问题进行了研究。　　本文首先回顾了独塔斜拉桥的发展概况，并简要分析了独塔斜拉桥的结构特点以及研究现状，总结并比较了确定斜拉桥合理成桥索力的方法。本文采用Midas Civil软件建立了景观大桥的模型，利用影响矩阵法进行桥梁成桥索力的计算。采用索控制中的未知荷载系数的功能，利用反力、位移、内力为零以及最小最大值作为约束条件，求出了最小误差范围内的能够满足上述约束条件的最佳荷载系数，然后，根据拉索的未知荷载系数，利用影响矩阵法计算得到拉索的初拉力。　　对于倾斜的主塔，主跨斜拉索的水平投影长度随着倾角的增大而增大，从而其非线性效应也随之增大。因此对斜塔倾角和拉索非线性之间的关系进行研究也是必要的。以景观大桥为背景，以等效弹性模量法，对斜塔倾角对斜拉索非线性的影响，进行了研究。得出了结论，随着索塔倾角的增大，主跨拉索的垂度效应对主梁的挠度影响增强，但这并不是一个线性关系;随着索塔倾角的增大，拉索非线性对主梁刚度的影响要大于对索塔刚度的影响;随着斜塔倾角的增大，拉索对主梁的竖向支撑作用减弱，导致整孔主梁刚度降低，从而挠度增大。　　以MIDAS/CIVIL有限元软件为平台，以5°为级差建立桥塔角度分别为60°、65°、70°、75°、80°、85°、90° MIDAS/CIVIL模型，对景观大桥进行了分析，计算提取位移结果，并分别对关键截面如，梁的中跨跨中位置、塔顶位置，在短期荷载组合和长期荷载组合下的位移进行了分析比较。得出了以下结论，对于梁来讲，中跨跨中对温度变化、横向风载、纵向风载比较敏感;而对于塔来讲，温度荷载塔顶位移影响不大。综合梁和塔的位移情况，桥塔角度为75°的斜拉桥，主梁挠度比较小，变形较小。塔梁固结点，始终处于压弯状态，桥塔角度为75°的斜拉桥其力学性能良好，桥塔角度为60°的斜拉桥其力学性能较差;总之，桥塔角度越接近75°，其力学性能较好。　　在保持其他参数不变的前提下，当桥塔向岸边倾斜时，斜塔倾角增大时，主跨主梁的整体刚度将降低，而桥塔的刚度将增强，即塔和梁的刚度对某个参数改变的响应是不同的。因此对梁塔刚度比进行参数分析是十分必要的。结合该桥的特点，可以得出如下结论，在梁塔刚度比较小的情况下，斜塔倾角的变化对主梁挠度的影响较大，而对主梁弯矩影响较小;反之，在梁塔刚度比较大的情况下，斜塔倾角变化对主梁的弯矩影响较大，对主梁挠度影响则较小;相同梁塔刚度比条件下，小倾角斜塔，其角度的改变对主梁的弯矩和位移的影响要小于相同情况下大倾角的斜塔，即主梁弯矩和位移随着斜塔倾角的改变，其变化趋势也是非线性的。
作者：	马骐
专业：	交通运输工程
导师：	王新定;汪为新
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文