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大桥施工过程中主塔位移对塔吊结构的影响研究
| 论文题名： | 大桥施工过程中主塔位移对塔吊结构的影响研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;主塔施工;主塔位移;塔吊结构;结构动力特性;有限元法;简化分析模型 |
| 摘要： | 无背索斜拉桥依靠塔身向岸侧倾斜来平衡主梁的重力和轴力，主塔对整个结构起关键作用。本文以苏州宝带西路新建的无背索斜拉桥施工为背景，根据大桥主塔施工过程中主塔—吊机附着位置以及施加于主塔上的荷载情况，采用有限元方法分析了主塔位移对塔吊结构的影响，探讨了桩—土相互作用和附臂刚度等因素对塔吊结构位移和应力的影响，并探讨了塔架结构动力特性的一种简化计算方法和土—结构相互作用因素对结构动力特性的影响。 本文首先分别对塔吊结构的实际四种工况进行了计算分析，获得了不考虑自重条件下塔吊结构的附加位移和附加应力。在本文计算的四种工况中，工况—在塔吊结构顶部引起了最大的水平向附加位移，其值为±17.9cm；工况四在塔吊结构底部引起了了最大的竖向附加应力，其值为±2.23×107Pa；附臂刚度对塔吊结构的应力影响明显。在刚性附臂的假设条件下，用有限元法计算获得的塔吊结构底部附加应力显著增大；组合工况一、塔吊结构自重和臂长40m时的吊重15t工况，对塔吊结构进行了位移分析，结果表明，在这种组合工况下塔吊结构的最大水平位移达±29.5cm；组合工况四、塔吊结构自重和臂长40m时的吊重15t工况；对塔吊结构进行了应力分析，结果表明，在这种组合工况下塔吊结构在附臂附近产生了较大的应力，最大值达±0.16×109Pa，占相应16Mn钢屈服强度值325MPa的49％；利用相互作用体系三维分析模型，分别对四种工况下土—桩—塔吊结构相互作用体系进行了位移和应力计算。通过与刚性地基条件下塔吊结构相应工况的数值结果比较，可以发现，土—结构相互作用因素对塔吊结构位移的影响不明显，而对塔吊结构底部杆件的应力影响较大；采用Lanczos法分别对刚性地基条件下的塔吊结构和土—桩—塔吊上部结构相互作用体系进行了动力特性计算，获得了塔吊结构的自振频率和振型等结果。分析结果表明，在本文的场地条件下，土—结构相互作用因素对塔吊结构的前4阶自振频率影响甚少，因此在塔吊结构的风振响应分析中，可不计及土—结构相互作用的影响；探讨了塔架结构动力特性的一种简化分析方法。结果表明，这一方法适用于塔架结构风振计算的工程要求。 |
| 作者： | 王胜玲 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 陈清军;仇志斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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