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严寒地区大跨径PC斜拉桥索塔锚固区受力分析研究
| 论文题名： | 严寒地区大跨径PC斜拉桥索塔锚固区受力分析研究 |
| 关键词： | 大跨度斜拉桥;索塔锚固区;温度场;受力性能 |
| 摘要： | 近年来，随着桥梁设计水平的进步和施工技术的发展，大量的大跨径和特大跨径斜拉桥在我国各地区兴建。由于桥梁跨度的增加，斜拉索的设计吨位已经达到了“千吨”级的水平，使得索塔锚固区的受力越来越大。因此，大跨径斜拉桥索塔锚固区节段受力性能分析的探讨研究这一课题越来越受到桥梁界的瞩目。另外，由于斜拉桥预应力混凝土索塔属于高耸结构，其工作环境恶劣，承受四季变化的太阳辐射的作用，而混凝土材料自身也存在复杂性及不确定性，这些都将对索塔短期和长期的工作性能产生某种程度的影响。 本文以内蒙古小沙湾黄河特大桥为依托，在收集国内外相关资料和深入分析已有研究成果的基础上，对斜拉桥索塔锚固区段进行了分析研究。针对该桥所处的北方严寒地区的气候特点，本文在考虑各种常规荷载的同时综合考虑了温度荷载对索塔锚固区受力性能的影响。 首先，介绍预应力混凝土结构在温度荷载作用下的温度场概况，对其温度效应的产生原因和生成情况进行了探讨。小沙湾黄河特大桥处在北方严寒地区，对其锚固区进行节段受力分析时，温度效应主要体现在两个方面：一是锚固区段本身的温度自应力，另一个是温度变化对斜拉索力的影响。在此基础上，本文根据规范并参照同类工程分析实例，提出适合本文工程背景的温度场划分方法。 采用平面杆系有限元分析程序桥梁博士对小沙湾大桥进行全桥平面静力分析，计算成桥状态的索力值，温度荷载按前一章分析结果取用，对比桥梁在温度荷载施加前后的索力变化大小，并选取最不利荷载下的索力值作为节段模型的计算值。 采用ANSYS实体建模方法模拟小沙湾大桥的索塔节段，先根据最大索力选取分析节段，计算节段在索力和横向预应力筋作用下的应力分布情况；再建立ANSYS平面模型模拟索塔断面在温度荷载作用下的温度场分布，并利用耦合方法得出温度应力。将温度应力与索塔节段在索力和预应力筋作用下的受力进行叠加计算，得出了综合应力分布规律，验算了节段的受力。 本文得到的结论，不仅仅对内蒙古小沙湾黄河特大桥这一项目的施工具有指导作用，同时也为北方地区同类型桥梁的的设计施工提供了可靠的设计参考。 |
| 作者： | 谭嫚 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 张谢东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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