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地锚式混凝土独斜塔斜拉桥局部构造设计参数研究
| 论文题名： | 地锚式混凝土独斜塔斜拉桥局部构造设计参数研究 |
| 关键词： | 独斜塔斜拉桥;局部构造;交叉锚固;横向布置;参数设计 |
| 摘要： | 独斜塔斜拉桥造型新颖、力学概念清晰，倾斜的索塔、斜拉索和主梁三者完美诠释了力的平衡美。当梁重塔轻时，需要设置相应的背索辅助索塔受力。对于无边跨桥梁，需要专门的地锚构造以锚固背索，形成地锚式独斜塔斜拉桥。目前独斜塔斜拉桥在国内应用的较多，但是无边跨的全地锚式独斜塔斜拉桥相对较少，因此有必要对此种桥型展开相关的研究工作。本文依托贵州省交通运输厅科技项目《芙蓉江特大桥地锚式混凝土斜塔斜拉桥建设关键技术研究》（2016-123-048），从局部构造研究入手，采用理论分析和有限元计算相结合，对地锚式独斜塔斜拉桥局部构造设计参数进行研究。主要研究内容和有关结论如下: (1)采用简化的力学模型，从理论上分析了地锚箱的中腹板间距、中腹板厚度、锚固区顶板厚度和压重区顶板厚度四个主要设计参数对锚固区顶板拉应力的影响，并借助Midas/FEA有限元软件对地锚箱进行了数值模拟，讨论了其边界条件的合理模拟方式和预应力对锚固区顶板拉应力的影响。同时通过数值计算，分析了前述四个参数对锚固区拉应力的影响，验证了理论分析有一定的适用性。最后通过定义的敏感性系数k得到了锚固区顶板拉应力对各个参数的敏感性程度大小，理论和有限元分析得到的结果一致。 (2)论述了斜拉索的主要形式和非对称交叉索的平面布置形式，根据力和力矩的“两个平衡”原则，讨论了背索在斜塔上的锚固点位置。根据公式推导，得到了独斜塔斜拉桥的梁、塔索距比和索塔倾角与主梁根部轴力的关系以及斜拉索（地锚索、主跨索）刚度对主梁挠度、索塔水平位移的影响。采用Midas/Civil建立了实桥有限元模型，对与斜拉索刚度相关的两个参数（斜拉索弹性模量和面积）进行了分析和对比，并探讨了主跨索在索塔上的横向间距的影响。 (3)阐述了索塔的锚固形式和设计要点，采用Midas/FEA有限元软件对斜塔交叉锚固构造进行了节段仿真分析，讨论了索塔在不同工况下的应力分布规律。分析了索塔横向预应力的作用，并对其横向布置提出了建议。对M18锚块上缘与锚面相交区域的拉应力较大部位处的应力分布规律进行了详细的分析，得到了其应力衰减规律。同时探讨了外包钢板对索塔锚固区的影响。 |
| 作者： | 汪林 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 周水兴 |
| 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 |
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