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原文传递 A型斜塔斜拉桥受力行为分析

论文题名：	A型斜塔斜拉桥受力行为分析
关键词：	斜拉桥;受力行为;抗震性能;应力分析
摘要：	斜拉桥是一种高次超静定结构的组合体系桥梁，由主梁、桥塔以及斜拉索组成，三维空间效应明显，受力尤为复杂。A型斜塔斜拉桥作为一种异型的斜拉桥结构形式，造型独特，在外荷载作用下的受力行为不同于常规斜拉桥。A型斜塔结构形式较单柱斜塔、拱形斜塔、倒Y型斜塔均大有不同，结构设计攻关在业界亦具备一定难度。不同的斜塔斜拉桥具有不同的受力特性，不具备通用性，此外国内外的A型斜塔斜拉桥比较少见，少有学者进行更加深入、全面的分析研究和总结，因此对A型斜塔斜拉桥进行专门的受力行为分析是十分有必要的。本文依托贵州省科技计划项目，以毕节倒天河大桥为工程背景，在深入调查国内外文献的基础上，通过理论分析、数值模拟和现场实验相结合的方法对A型斜塔斜拉桥的受力行为进行了研究分析。研究的主要内容有：　　(1)基于有限元与斜拉桥受力分析的相关理论，建立A型斜塔斜拉桥的空间静动力模型并对其进行整体静力受力行为分析，得出桥梁结构在施工阶段、成桥运营阶段以及运营期间断索情况下的变形和力学响应，全面研究其静力性能，并将得到的拉索索力值运用于索塔锚固区的局部应力分析。　　(2)开展A型斜塔斜拉桥的整体动力受力行为研究，主要包括两个方面：首先，采用子空间迭代法分析全桥结构的自振特性，得出桥梁结构的动力特性；其次，分别运用反应谱法和时程分析法对全桥结构进行E2地震下的地震反应分析，并进一步基于P-M-?分析理论对全桥结构进行抗震性能评估，最终得出桥梁结构的抗震性能。　　(3)结合索塔锚固区的结构构造及施工工序，利用有限元软件midas FEA建立索塔锚固区的局部精细化模型，对A型斜塔斜拉桥的索塔锚固区进行局部应力分析，并对索塔锚固区的主要受力部位进行实桥应力监测，对比分析关键施工工况下C1和C15拉索锚固区各向应力的分布状况，研究其区域下混凝土真实的应力分布规律。　　(4)考虑弯矩刚度的影响，分析两拉索体系的自振特性。首先，利用双梁模型构建两缆索体系的力学模型，将两拉索视为考虑轴力影响的Euler梁，并用弹簧连接双梁之间以模拟拉索之间的干扰因素；同时，在两拉索的两端分别用竖向和旋转弹簧模拟边界条件。基于此力学模型，本文给出了拉索体系自由振动的理论解以及求解体系自振频率的迭代算法，并通过与有限元结果的对比分析验证了所提方法的正确性。最后，本文对可能影响拉索体系自振特性的几种典型外部因素进行了参数化分析。
作者：	王志强
专业：	土木水利
导师：	刘宁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	贵州大学
学位年度：	2023