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 |