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原文传递斜拉桥异形索塔力学性能研究

论文题名：	斜拉桥异形索塔力学性能研究
关键词：	斜拉桥梁;异形桥塔;桥梁载荷;应力分析
摘要：	斜拉桥尤其是其高耸桥塔在城市地标性建筑、人文景观中的地位与日俱增。设计者在优化其受力性能的同时，越来越重视美学价值，追求桥塔造型上的新颖，出现越来越多的异形桥塔，导致桥塔的受力呈现明显的空间特性。对桥塔受力性能进行评价时，规范基于梁单元的方式实现而并非实体单元，并且，梁单元与实体单元建立的模型可靠性的优劣难以判断，因此，研究梁单元与实体单元建立模型的差异性，以及差异性的原因有着重要意义。本文以潼南涪江大桥花瓶型桥塔为依托，对比梁单元与实体单元在分析桥塔力学性能时的差异。　　本研究主要内容包括：⑴探讨了实体单元建模过程中，网格类型与网格尺寸对分析精度的影响。结果表明:高阶四面体单元与规则六面体单元建立的模型位移和应力受网格尺寸的影响较小，而低阶四面体单元受影响较大。⑵从单一结构分析到桥塔整体分析，对比单一结构与异形桥塔在MIDAS/Civil梁单元与MIDAS/FEA实体单元建模计算结果的差异和差异的原因。分析结果表明:梁单元和实体单元均能合理模拟桥塔结构的整体受力，但梁单元不能准确模拟桥塔空心截面梁或是柱沿截面宽度方向应力的分布规律，并且，二者除在曲线中横梁外，计算结果相对值的差异较大，绝对值差异较小，而在用梁单元计算与柱相交的曲线中横梁时，应提高其安全储备。同时，引起梁单元与实体单元差异的主要原因在于剪力滞、梁柱效应、应力集中以及荷载等效的位置。⑶利用MIDAS/Civil与MIDAS/FEA软件分别建立桥塔的空间梁单元模型和精细化实体单元模型进行受力对比分析，拟对两种建模方式进行统一。结果表明常规的建模方式无法实现两者结果的完全统一。从多种建模方式和影响因素上最大程度的统一两者的计算结果，得出在梁单元建模过程中，梁与柱相交处应根据夹角的不同而采用不同的刚域系数值。⑷建立实际桥塔精细化分析模型，主要分析了成桥阶段所有恒载以及恒载+活载作用两个工况下桥塔的受力情况，为该桥塔和同类型的桥塔施工提供借鉴。
作者：	曹严
专业：	土木工程；结构工程
导师：	杜柏松
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文