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独塔双索面预应力混凝土斜拉桥索力优化及施工稳定性研究
| 论文题名： | 独塔双索面预应力混凝土斜拉桥索力优化及施工稳定性研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土斜拉桥;成桥状态;索力优化;双索面结构;施工稳定性 |
| 摘要： | 斜拉桥由主梁、主塔、拉索组成，因其巨大跨越能力、独特美观的线型、且在合理跨径的范围内，相较于悬索桥，更具良好的造价等特点，而成为近些年来最具发展前景的桥梁形式之一。斜拉桥是一种由受压加劲梁及受拉斜拉索组成的超静定体系桥梁。斜拉桥计算设计复杂，施工难度大，近些年来被广泛应用于祖国的大江南北。斜拉桥常被建设于地理条件严苛的地区，因此对于斜拉桥施工阶段的把控显得尤为重要。 拉索对于斜拉桥来讲是及其重要的受力系统。一方面，主梁通过拉索承重并传递至桥墩桥塔；另一方面，通过对索力进行调整，能够使桥塔、主梁受力更加合理，以达到设计的要求。因此，对于索力控制的研究是进行斜拉桥研究极其重要的一部分。对于斜拉桥结构内力的优化问题，主要是对索力进行调整，以及对施工阶段合理施工索力的控制，使得桥梁各项内力指标达到科学合理的一种最优解情况。 本文介绍了国内外斜拉桥的前身及发展概况，阐述了斜拉桥的索力计算理论及方法以及索力优化的相关概念。基于斜拉桥是一种柔性超静定体系结构，不同索力对于斜拉桥本身的内力及变形影响极大，因此找到合理成桥状态才能对索力进行调整以达到最优状态。为此，本文利用Midas/Civil2019对咸阳猫跳河特大桥建立有限元模型，分析全桥结构，建立预应力混凝土斜拉桥施工阶段，模拟其施工过程，计算施工阶段初始张拉索力。在不考虑混凝土收缩徐变的影响下，利用正装迭代法确定施工阶段初始张拉索力，要求进行多次迭代后，在初始张拉索力作用下得到的成桥索力，能够更接近合理成桥状态的索力，同时各项指标能够满足规范要求。以此得到结论：通过正装迭代法计算合理初始张拉索力的方案可行。 在桥梁建设中，随着斜拉桥跨径的增加，塔高随之增加，全桥稳定性会随之降低；选用悬臂法施工的同时，随着悬臂长度的增加，稳定性也会受到相应影响。由结构失稳造成的破坏，对于人民来讲，无论从财产还是安全方面都是极其严重不可小觑的。因此，稳定性的问题对于斜拉桥而言不容忽视。 本文在确定合理成桥状态以及合理施工索力后，对猫跳河特大桥全桥施工过程进行稳定性分析，分析典型阶段（最大悬臂阶段以及边跨合龙段以后）主要发生何种失稳。其次，通过改变结构参数，包括设置不一样的混凝土容重、对主梁主塔的刚度设置不一样的倍数、设置临时荷载，探讨在上述参数的改变下，结构稳定安全系数的相应变化。 |
| 作者： | 陈佳谦 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 冀伟;王黎明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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