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无背索双斜塔斜拉桥静力和整体稳定性分析
| 论文题名： | 无背索双斜塔斜拉桥静力和整体稳定性分析 |
| 关键词： | 无背索斜拉桥;张拉索力;抗弯刚度;杆系单元;极限承载 |
| 摘要： | 无背索斜拉桥具有结构新颖、造型优美的特点。但是无背索斜拉桥特殊的结构形式，导致其空间受力状态与常规斜拉桥有很大不同，倾斜桥塔的稳定性要求比较高。本文以六安寿春西路无背索斜拉桥为工程背景，借助有限元方法，根据设计图纸来建立有限元模型，分析无背索双斜塔斜拉桥的结构受力行为、稳定性和极限承载力，从整体上把握桥梁的极限承载力和失稳行为，可为同类型桥梁的设计与施工提供参考。论文的主要工作内容包括: 1.建立了寿春西路无背索斜拉桥有限元杆系单元模型，进行了静力分析和参数影响分析。结果表明，在设计张拉索力下，主梁抗弯刚度较大，主梁的跨中挠度值较小，但塔顶的位移相比于主梁位移比较明显，这是由于无背索斜拉桥的桥塔是倾斜的，如果拉索拉力不够大，在自重作用下会发生较大位移。所以在拉索强度和塔根部混凝土强度满足设计规范的要求下，成桥阶段应尽可能的增大张拉索力的大小。 2.建立了寿春西路无背索斜拉桥有限元板壳实体单元模型，并与杆系单元模型进行了比较。实体建模非常复杂，而且计算量很大。计算结果偏于保守，但是可以更好地模拟关键部位的局部力学行为。因此对于大型的桥梁结构，一般可建立梁单元的整体模型，在需要更准确的考虑局部地区的破坏行为时，有必要建立板壳实体单元建立局部模型进行局部分析。 3.采用寿春西路无背索斜拉桥有限元杆系单元模型，进行了自重作用下的弹性稳定性分析。结果发现，首先发生的是主塔横向弯曲失稳，屈曲系数是6.79，表明寿春西路桥的整体弹性稳定性较好。若只考虑一阶弹性失稳的情况下，主塔和副塔的两个塔柱不需要固结，寿春西路桥的结构稳定性在铰接的情况下仍然满足要求。 4.采用寿春西路无背索斜拉桥有限元杆系单元模型，进行了非线性稳定分析和非线性因素影响分析。结果表明，几何非线性对该桥的极限承载力影响不大，但材料非线性影响很大，是全桥极限承载力的控制因素。在初始张拉索力下，寿春西路桥极限承载时的破坏路径是钢箱梁先发生屈服破坏，此时索力尚未达到极限状态。 |
| 作者： | 王勤康 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 任伟新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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