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斜拉桥曲线花瓶形桥塔力学行为研究与优化
| 论文题名： | 斜拉桥曲线花瓶形桥塔力学行为研究与优化 |
| 关键词： | 斜拉桥;曲线花瓶形桥塔;应力分布;仿真分析 |
| 摘要： | 曲线花瓶形主塔应力状态复杂，内力对结构施工影响较大，空间效应明显。而桥塔受力情况直接影响到斜拉桥的稳定和安全，固为了保证施工过程中和成桥后桥塔受力安全、线形和应力满足要求，需要对桥塔施工的每个阶段都要进行严格计算分析和监控，必要时采取调整优化措施。本文以在建潼南涪江大桥曲线花瓶形桥塔斜拉桥为工程背景，在进行平面分析后，做桥塔空间实体单元仿真计算分析，对曲线花瓶形桥塔结构应力分布和发展特点有了整体把握;曲塔在施工过程中存在大偏心效应，在成桥工况下，采用最小应变能法、最小弯曲能法对塔柱预应力的数量及位置进行优化设计，以施工阶段受力优化为目的调整塔柱预应力张拉时机、预应力曲率、临时横撑以及局部预应力等参数得到曲线花瓶形塔柱受力影响结果;监测实际应力与模型中理论应力进行对比，验证理论计算的可靠性以及优化措施的准确性，以达到对同类型桥塔结构设计与施工提供借鉴的意义。 本文研究内容有: (1)介绍了斜拉桥分析的基本理论;对于结构受力复杂的斜拉桥桥塔提出空间分析的必要性，引入了大型空间实体有限元Midas/FEA计算软件;曲线花瓶形桥塔应力状态复杂，主塔施工过程中的结构安全及线形控制难度大，同时桥塔施工过程中以及成桥的受力状态影响到整座桥的安全和稳定，为保证桥塔在修建过程中和成桥后不出现不良应力，提出施工监控的必要性，并介绍了施工监控内容。 (2)以潼南涪江大桥为工程背景，通过Midas/Civil计算软件，建立全桥有限元计算模型，安装主梁时的施工顺序对全桥进行正装计算，得到静力结构受力情况，成桥后的斜拉索索力等数据;提出曲塔受力时的偏心效应，通过Midas/Civil计算软件，在成桥工况下，采用最小应变能法、最小弯曲能法对塔柱预应力的数量及位置进行优化设计;通过Midas/FEA空间计算软件，对曲线花瓶形桥塔斜拉桥在施工全过程仅自重和横梁预应力作用下的桥塔内力分布以及应力发展趋势做了详细分析，对该类型桥塔自身的空间受力特点以及重点关注区域得到整体把握。 (3)根据曲线花瓶形桥塔应力分布情况，分析了桥塔应力影响参数，以受力优化为目的调整塔柱预应力张拉时机、预应力曲率、临时横撑以及局部预应力等参数得到曲线花瓶形塔柱施工阶段受力优化结果。 (4)通过施工过程中对塔柱应力进行的监测，将监测数据与理论值进行对比，验证了受力优化设计的正确性，为同类型桥塔结构设计与施工提供借鉴的意义。 |
| 作者： | 廖光辉 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 孙淑红;张雪松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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