钢管混凝土独塔斜拉桥的受力分析研究
发布时间：2020-11-09 05:44
钢管混凝土独塔斜拉桥在100~200m小跨径桥梁里是一种比较经济合理的桥型,塔墩梁固结斜拉桥结构体系刚度比较大,变形小,主塔部位无需设置支座,容易满足稳定要求。建设难点在于塔梁墩固结区除了承受桥塔传递的巨大轴向力和弯矩外,还承受由主梁传递而来的较大轴压力、弯矩和剪力,整体受力和构造复杂,而且此处受梁体内的横隔板等的影响,结构局部应力值变化较大,影响结构安全。另外,由于斜拉桥在施工过程中受力状态复杂多变,为了确保施工质量和结构安全,合理选择出满足各个施工阶段和成桥后的受力安全及线形要求的索力是至关重要的。本文以息县淮河大桥为工程背景,采用有限元分析软件Midas/Civil建立杆系整体分析模型,对主桥上部结构进行静力分析,通过分析在各施工阶段主梁、桥塔主要截面的受力情况,总结其应力分布规律。选取不同的施工阶段,采用倒拆法确定初张力,进行成桥分析,总结其分布规律。分析这个过程中拉索索力的变化情况、验证其是否符合规范要求以及总结规律。由于对索力进行调整,会影响桥梁结构的内力和线形分布。采用差值迭代法和影响矩阵法计算确定施工阶段二次初张力,并进行分析比较。最后采用大型通用软件ANSYS建立独塔斜拉桥塔墩梁结合段的局部空间有限元模型,分析其固结区的应力分布情况。在截面上选取部分特征点,通过对其空间应力的传递和分布进行精细化分析,验证并指导其局部构造设计,对设计、施工、监控具有一定的借鉴意义。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U448.27;U441
【部分图文】：
箱梁和混凝土梁相结合。香港汀九桥是采用德国 J. Schlaich 教授在国际桥梁中获胜的方案建造的三塔四跨(127+475+448+127)的独柱式斜拉桥，于 199它是国内首座多塔斜拉桥。湖长江大桥是第一次采用斜拉索来提高铁路桁架桥刚度的公铁两用特大型跨度在当时同类型结构中排名世界第一，于 2000 年建成，是国家“九五”重点05 年建成的台湾斗山二号高架桥为 10 塔 11 跨矮塔斜拉桥，是目前世界上跨矮塔斜拉桥。2008 年建成的苏通长江公路大桥，它开启了世界桥梁建设新篇座主跨超出 1000 米的斜拉桥，是主跨最大（1088m）、基础最深、桥塔最m）、拉索也最长（577m）。2009 年建成的武汉天兴洲长江大桥是世界上跨）第一的公铁两用桥梁，也是目前世界桥梁中可承受荷载(2 万吨)最大的桥可达 250 公里/时，在全球排名第一，桁宽 30m，在世界同类型桥梁中占据第。2013 年建成的嘉绍大桥全长 10.137 公里，含 5 个主通航道，是世界上最长多塔斜拉桥。2018 年建成的金寨县新江路长征大桥是采用塔墩梁固结体系、7m 的钢结构独塔斜拉桥。2019 年建成的温州瓯江特大桥主跨为 300m，是国大跨度铁路混凝土斜拉桥，同时是世界最大跨度的铁路混凝土斜拉桥。
图 1. 2 武汉天兴洲长江大桥Fig.1.2 Wuhan Tianxingzhou Yangtze River Bridge图 1. 3 温州瓯江特大桥Fig1.3 Wenzhou Oujiang Bridge
图 1. 3 温州瓯江特大桥Fig1.3 Wenzhou Oujiang Bridge1.2 钢管混凝土在桥梁上的推广钢管混凝土作为一个具有良好属性的结构材料，首先应用于大跨度拱桥中，反响不错。如今，在斜拉桥和梁式桥中也开始出现钢管混凝土的身影。钢管混凝土的优点1.钢管混凝土的承载力极好，相比组成它的钢管和混凝土各自的承载能力，它做到了1+1 远大于 2 这一可能。在薄壁钢管中填充混凝土，发挥他们各自的良好特性。其中钢管对混凝土的约束作用，降低了纵向开裂的速度。核心混凝土可以抑制或者防止钢管发生局部屈曲这一现象，2.钢管混凝土塑性和韧性强，抗冲击性、抗震性能好。施工简便，4.具有良好的耐火性能、耐腐蚀性能。5.具有良好的经济效益。1.2.1 钢管混凝土桥梁在国外的应用和发展在土木工程这个大家族里，钢管混凝土可戏称为“百岁老人”，十九世纪就开始被采用，最早使用它的结构包括 1879 年修建的英国 Severn 铁路桥墩。苏联于 1937 年建造的沃洛达尔斯基拱桥，跨度为 101m,它也是采用了钢管混凝土材料。2005 年建成的
【参考文献】
本文编号：2875979
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U448.27;U441
【部分图文】：
箱梁和混凝土梁相结合。香港汀九桥是采用德国 J. Schlaich 教授在国际桥梁中获胜的方案建造的三塔四跨(127+475+448+127)的独柱式斜拉桥，于 199它是国内首座多塔斜拉桥。湖长江大桥是第一次采用斜拉索来提高铁路桁架桥刚度的公铁两用特大型跨度在当时同类型结构中排名世界第一，于 2000 年建成，是国家“九五”重点05 年建成的台湾斗山二号高架桥为 10 塔 11 跨矮塔斜拉桥，是目前世界上跨矮塔斜拉桥。2008 年建成的苏通长江公路大桥，它开启了世界桥梁建设新篇座主跨超出 1000 米的斜拉桥，是主跨最大（1088m）、基础最深、桥塔最m）、拉索也最长（577m）。2009 年建成的武汉天兴洲长江大桥是世界上跨）第一的公铁两用桥梁，也是目前世界桥梁中可承受荷载(2 万吨)最大的桥可达 250 公里/时，在全球排名第一，桁宽 30m，在世界同类型桥梁中占据第。2013 年建成的嘉绍大桥全长 10.137 公里，含 5 个主通航道，是世界上最长多塔斜拉桥。2018 年建成的金寨县新江路长征大桥是采用塔墩梁固结体系、7m 的钢结构独塔斜拉桥。2019 年建成的温州瓯江特大桥主跨为 300m，是国大跨度铁路混凝土斜拉桥，同时是世界最大跨度的铁路混凝土斜拉桥。
图 1. 2 武汉天兴洲长江大桥Fig.1.2 Wuhan Tianxingzhou Yangtze River Bridge图 1. 3 温州瓯江特大桥Fig1.3 Wenzhou Oujiang Bridge
图 1. 3 温州瓯江特大桥Fig1.3 Wenzhou Oujiang Bridge1.2 钢管混凝土在桥梁上的推广钢管混凝土作为一个具有良好属性的结构材料，首先应用于大跨度拱桥中，反响不错。如今，在斜拉桥和梁式桥中也开始出现钢管混凝土的身影。钢管混凝土的优点1.钢管混凝土的承载力极好，相比组成它的钢管和混凝土各自的承载能力，它做到了1+1 远大于 2 这一可能。在薄壁钢管中填充混凝土，发挥他们各自的良好特性。其中钢管对混凝土的约束作用，降低了纵向开裂的速度。核心混凝土可以抑制或者防止钢管发生局部屈曲这一现象，2.钢管混凝土塑性和韧性强，抗冲击性、抗震性能好。施工简便，4.具有良好的耐火性能、耐腐蚀性能。5.具有良好的经济效益。1.2.1 钢管混凝土桥梁在国外的应用和发展在土木工程这个大家族里，钢管混凝土可戏称为“百岁老人”，十九世纪就开始被采用，最早使用它的结构包括 1879 年修建的英国 Severn 铁路桥墩。苏联于 1937 年建造的沃洛达尔斯基拱桥，跨度为 101m,它也是采用了钢管混凝土材料。2005 年建成的
【参考文献】
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1 张文献;刘旭光;李东炜;欧丹;;斜拉桥成桥及施工阶段的索力优化[J];东北大学学报(自然科学版);2009年08期
2 薛成凤;白延芳;赵雷;;大跨度混凝土斜拉桥施工控制正装和倒拆仿真分析[J];铁道建筑;2009年08期
3 虞庐松;朱东生;;部分斜拉桥塔梁墩固结点局部应力分析[J];桥梁建设;2008年01期
4 黎耀;郑凯锋;陈力波;;大跨矮塔斜拉桥塔墩梁固结部位应力计算分析[J];广东公路交通;2007年03期
5 黄侨;吴红林;杨大伟;;确定斜拉桥成桥索力多约束条件下最小能量法[J];哈尔滨工业大学学报;2007年02期
6 徐伟,李智,张肖宁;子模型法在大跨径斜拉桥桥面结构分析中的应用[J];土木工程学报;2004年06期
本文编号：2875979
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