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原文传递大跨度斜拉桥预应力混凝土索塔关键问题研究

论文题名：	大跨度斜拉桥预应力混凝土索塔关键问题研究
关键词：	大跨度斜拉桥;锚固区;预应力筋;理论伸长值;拉-压杆模型;预应力混凝土索塔
摘要：	本文针对大跨度斜拉桥预应力混凝土索塔的两个关键问题展开研究。　　对于索塔拉索锚固区小半径U形预应力筋的实测伸长值比理论伸长值偏大这一现象，主要做了以下几个方面的工作：　　1、分析影响小半径U形预应力筋伸长值的各种因素，指出了小半径U形预应力筋伸长值的构成特点。　　2、从研究张拉过程中小半径u形预应力筋在波纹管内的位置变化入手，得出预应力筋由理想状态至波纹管变形前几何长度的变化量，引入系数ζ(挤压系数)，给出了小半径U形预应力筋附加伸长值的计算公式。　　3、指出将由波纹管变形引起的预应力筋几何伸长值简单地处理为πS(S为波纹管产生径向压缩变形量)是不妥的，此种处理夸大了由波纹管变形引起的预应力筋几何伸长值，并提出了小半径U形预应力筋因波纹管变形引起的几何伸长值的计算公式。　　4、提出了能够体现各种效应和因素影响的小半径U形预应力筋理论伸长值的计算方法。通过多个模型数据对此计算方法进行校验，结果表明：实测伸长值与理论伸长值的偏差基本可控制在规范规定的±6％以内，完全能够满足小半径U形预应力筋张拉的控制要求。　　5、通过拟合优度检验，肯定了计算小半径U形预应力筋的理论伸长值时取用变量-挤压系数ζ的合理性。　　为获得索塔拉索锚固区塔壁预应力计算公式，主要做了以下几个方面的工作：　　1、以力法为手段，依据拉一压杆模型的优化原理，确立了体内单锚的拉一压杆模型。　　2、以单锚拉-压杆模型为基础，首次利用拓扑优化成果(Ft2=0)，经过力法计算，自下而上全面解答了前壁的拉-压杆模型，揭示出相邻拉索竖向分力间既相互干扰又相对独立的事实，从而，准确反映在拉索竖向分力作用下前壁拉、压应力区的分布状况。　　3、通过对实例的研究，提出α3=23.3°，简化了前壁拉一压杆模型，且具有较好的工程精度。　　4、创造性地利用几何关系完全确定了拉索侧壁竖向分力作用下拉-压杆模型各杆件的力值和位置，首次建立了在拉索竖向分力作用下完整的索塔锚固区侧壁拉-压杆模型。　　5、在对大量索塔水平向尺寸数据进行统计、分析的基础上，建立了可信的水平向系列模型；对水平向系列模型的形状拓扑成果进行矢量化处理，确立了全面的索塔水平向拉-压杆模型，总结出模型参数依塔柱前壁宽厚比变化的规律，给出了拉索水平向分力作用下最大拉杆力值的计算公式。　　6、在索塔拉索锚固区竖向拉-压杆模型和水平向拉-压杆模型研究的基础上，提出了全面反映拉索竖向和水平向作用的塔壁预应力的计算方法，定量设计塔壁预应力筋，指导索塔结构的尺寸拟定和预应力筋布置，大大简化了塔壁预应力的设计。
作者：	陶齐宇
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	强士中
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文