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康巴什大桥施工控制与成桥稳定性分析
| 论文题名： | 康巴什大桥施工控制与成桥稳定性分析 |
| 关键词： | 混合梁斜拉桥;合理成桥状态;施工控制;成桥稳定性;极限承载力 |
| 摘要： | 斜拉桥在20世纪90年代得到了快速发展，而其中混合梁斜拉桥以其独特的优势常常被设计者选用。结构最终须达到设计要求的内力和线形状态，但是斜拉桥超静定次数较高、空间效应明显、受施工过程的影响较大，因此施工控制是一项重要工作。同时，斜拉桥运营阶段主塔、主梁承受巨大轴力和弯矩作用，为确保结构安全，其稳定性问题也不容忽视。康巴什大桥为混合梁斜拉桥(175m+450m+175m)，其内倾式钢塔造成了边跨索力与中跨索力偏差较大，因此本桥结构受力与常规斜拉桥有明显不同。因此本文针对该桥施工控制中的关键问题，以及成桥阶段的整体和局部稳定性进行了分析，主要工作如下: (1)在归纳分析斜拉桥合理成桥状态计算理论的基础上，确定了康巴什大桥合理成桥状态的求解方法。采用以弯曲能量最小为目标，以主梁、主塔位移最小为约束条件，运用影响矩阵法得到该桥的合理成桥状态。 (2)结合康巴什大桥的结构和施工特点，提出了该桥的施工监控系统和控制原则。建立了较精确的数值分析模型，并将理论值与实测值进行了对比分析。结构最终达到了设计的目标成桥状态，反映了康巴什大桥施工控制效果良好。 (3)建立了用于康巴什大桥整体稳定分析的模型，求解了六种不同工况（恒载+全桥满布活载、恒载+全桥半跨布活载、恒载+中跨布活载、恒载+中跨半跨布活载、恒载+风荷载以及恒载+全桥满布活载+风荷载）的弹性屈曲系数和第二类稳定的极限承载力;采用两种常用理论方法求解了钢主梁理论屈曲系数并进行对比;并对以边缘屈服准则和第一根拉索断裂的两种极限状态进行了分析。结果表明:康巴什大桥整体稳定性满足要求。 (4)根据整体稳定分析结果，对两个可能先发生局部失稳的薄弱钢梁段（跨中和近塔处无索区段）进行了局部稳定分析。整体稳定分析的梁元模型不能反映局部稳定性能，采用了壳单元建立了局部稳定分析的精细化模型，考虑到局部模型中边界条件的影响，采用梁单元作为过渡段。分析表明:加劲肋对腹板约束较弱，钢主梁的局部失稳均发生在中腹板处;进一步分析表明:近塔处钢主梁的弹性屈曲系数和第二类稳定安全系数均小于整体稳定的结果，因此结构不先发生局部失稳的假定是不安全的，局部精细化分析是必不可少的。文中提到的部分结论可供设计参考. |
| 作者： | 朱森林 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 惠卓;张宇峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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