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四塔单索面矮塔斜拉桥施工过程仿真分析及设计参数研究
| 论文题名： | 四塔单索面矮塔斜拉桥施工过程仿真分析及设计参数研究 |
| 关键词： | 仿真分析;桥梁结构;桥梁施工;结构性能;矮塔斜拉桥;荷载效应 |
| 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，就其结构特性而言，它是介于刚性的连续梁式桥与柔性的斜拉桥之间的一种刚柔相济的桥型。斜拉索相当于主梁的体外预应力束，对主梁起到加强作用，当梁体较刚，承载力较大时，可减少斜拉索，弱化斜拉索的作用；当梁体较柔，承载力较小时，可适当增加斜拉索，强化斜拉索的作用。与连续梁式桥相比，矮塔斜拉桥具有跨越能力大、结构新颖美观等优点；与斜拉桥相比，其主梁刚度大、施工方便、节省材料。由于其优越的结构性能和良好的经济指标，越来越显示出巨大的发展潜力。 本文以在建的江肇高速公路西江特大桥为工程背景，应用有限元理论建立四塔单索面矮塔斜拉桥计算模型，进行了其主要施工阶段的有限元仿真分析；运用疲劳可靠度理论，对其斜拉索设计容许应力值的合理取值展开了相应研究；并对主要结构设计参数做了参数敏感性分析，揭示了PC四塔单索面矮塔斜拉桥的结构受力特点。具体地说，本文主要进行了以下几个方面的工作： 1.在收集、总结和分析国内外矮塔斜拉桥资料的基础上，阐述了矮塔斜拉桥的发展历程和研究现状，较为系统地总结了矮塔斜拉桥的总体布置、结构特点、受力特性及其在桥梁工程中的应用前景； 2.运用Midas软件对西江特大桥整个施工过程中的结构内力、应力和变形进行了模拟计算，结果证明各个施工阶段主梁及拉索的应力均满足规范要求，施工方法合理； 3.从疲劳可靠度理论出发，运用基于拉索疲劳寿命服从Weibull分布的疲劳可靠度公式，对江肇高速公路西江特大桥拉索在活载作用下的疲劳可靠度进行了计算，分析结果表明设计时单索面矮塔斜拉桥斜拉索设计容许应力值采用0.6fpk是合理的。 4.对四塔单索面矮塔斜拉桥的塔高、无索区长度和边中跨比进行了参数敏感性分析，得到了主要结构参数变化时主梁关键部位荷载效应的变化规律以及主要结构设计参数的合理范围。 |
| 作者： | 涂开智 |
| 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： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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