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单索面宽幅矮塔斜拉桥受力特性研究
| 论文题名： | 单索面宽幅矮塔斜拉桥受力特性研究 |
| 关键词： | 矮塔斜拉桥;结构荷载;受力特性;抗风稳定性;有限元模型 |
| 摘要： | 矮塔斜拉桥是近些年来新兴的一种组合体系桥梁结构形式，是介于梁式桥和斜拉桥之间刚柔相济的新型桥型。对这种结构来说，斜拉索只分担部分荷载，还有相当部分的荷载由梁的受弯、受剪来承受。这种桥型兼有斜拉桥和连续梁桥的特点，其主梁刚度较大，不仅受轴向压力，还要承担相当部分的弯矩和剪力，其受力复杂，空间应力的不均匀现象十分严重。随着矮塔斜拉桥跨径和主梁横向宽度的进一步增大，宽跨比和宽高比随之增大，剪力滞效应更加严重。斜拉索锚固力集中作用在主梁上，在锚固点附近产生较大的局部应力，然后逐渐扩散传递到整个桥面，混凝土桥面板存在严重的剪力滞后现象。现有的研究结果表明，施工过程中主梁截面剪力滞对结构的影响较成桥以后更大，施工过程中主梁截面的内力在某些工况下大于成桥状态的内力，使得施工内力成为控制截面设计的内力值。矮塔斜拉桥以梁受力为主,以索为辅，主梁和桥塔刚度较大，可以人为地设计成各种结构体系、支承体系和参数体系，每一座此类型桥梁的动力特性不尽相同。 因此，本文以在建的江肇高速公路西江特大桥为工程背景，采用有限元理论，用Midas建立全桥的空间杆系有限元模型，对主梁进行整体受力分析；再通过建立拉索锚固区梁段有限元模型，进行空间有限元分析，分析在索力作用下宽幅主梁的受力特点，以及主梁在索力作用下应力分布特点及传递角度。深入了解单索面宽幅箱梁矮塔斜拉桥索力在梁中传递的剪力滞问题和在悬臂施工阶段、成桥状态下主梁的应力分布特点；研究分析了该桥的振型和频率，验证了在成桥状态下该桥的抗风稳定性，并分析了该桥的动力特性随影响参数的改变的变化规律。具体地说，本文主要进行了以下几个方面的工作： 1.运用Midas建立全桥的空间杆系有限元模型，分析主梁在成桥阶段的整体受力，再通过建立拉索锚固区梁段有限元模型，进行空间有限元分析，研究在成桥状态下索力在宽幅箱梁中传递的剪力滞问题；并研究在成桥阶段主梁的剪力滞系数分布规律；分析在索力作用下宽幅主梁的受力特点，验证设计的合理性和可行性。 2.运用空间杆系有限元模型分析主梁在最大悬臂施工阶段的整体受力。再通过建立索力作用的锚固区域梁段局部有限元模型，分析在索力纵向力作用下桥面正应力分布情况和传递角度问题，以及在最大悬臂施工阶段的主梁空间受力特性及剪力滞效应，验证设计后浇带的施工方法的合理性和可行性。 3.运用空间杆系有限元模型，研究分析了该桥的振型和频率，验证了在成桥状态下该桥的抗风稳定性。并分析了该桥的动力特性随影响参数的改变的变化规律。 |
| 作者： | 孙文会 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘沐宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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