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原文传递 西固黄河大桥施工全过程有限元分析
论文题名: 西固黄河大桥施工全过程有限元分析
关键词: 结合梁;斜拉桥;施工控制;静力分析;有限元分析
摘要: 结合梁斜拉桥具有施工快捷、跨越能力较大和较为经济等优势,在中国近年来得到了广泛的应用,可以说,结合梁斜拉桥是大跨桥梁中较为具有竞争力的桥型之一。由于结合梁斜拉桥也是一种高次超静定的复杂结构,再加上独特的悬臂拼装施工工艺,施工中斜拉索索力的调整,施工拼装的线性控制、结构自重和施工外加荷载与设计值的偏差等因素,都会对最终成桥状态的线形与应力分布产生较大的影响。由于主梁框架、横梁、混凝土桥面板等构件是事先在预制场预制好的,然后现场进行悬臂拼装,用高强螺栓进行连接,因此,严格把关施工控制成为了结合梁斜拉桥施工的关键。本文基于西固黄河大桥拟建工程项目,探讨了结合梁斜拉桥施工全过程中的静力性能做了一些研究。
  查阅相关文献,了解了结合梁斜拉桥的起源、发展与分类,还简单介绍了钢混结合梁的特点、分类及结合梁斜拉桥的国内外的发展现状。斜拉桥是高次超静定结构,施工阶段受力相对较复杂,从而对斜拉桥的施工阶段受力特点和规律进行了总结。详细地叙述了有限元方程的数值解法和施工过程分析方法。
  以兰州西固黄河大桥拟建工程项目为背景,根据斜拉桥结构设计原理、施工阶段受力特点及其悬臂拼装施工工艺,借助Midas Civil2012通用有限元桥梁软件,分别建立西固黄河大桥施工全过程有限元双主梁模型和简化模型,运用正装分析法确定了合理的成桥状态,对其关键施工阶段的主梁位移和应力做对比分析,以校核模型的准确性。
  对该桥施工过程静力进行了系统性分析,分析得出悬臂拼装施工过程中的主塔纵向位移、主塔应力、主梁竖向位移、主梁内力、主梁应力、桥面板应力和斜拉索索力的变化。并通过分析得出各施工阶段结构位移、内力和应力的变化规律,结果表明:施工阶段中各项指标满足规范要求,结构受力安全,成桥状态下主梁、主塔和斜拉索索力均满足成桥目标的要求。另外,在正常使用阶段,进行了两种荷载基本组合,检算了该桥分别在这两种作用效应组合荷载工况下,主梁应力、主塔应力和斜拉索的安全系数满足相关规范要求,结构受力是安全的。
作者: 徐国光
专业: 桥梁与隧道工程
导师: 陈权
授予学位: 硕士
授予学位单位: 兰州交通大学
学位年度: 2015
正文语种: 中文
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