矮塔斜拉桥结构特性分析及桥塔局部分析

发布时间：2020-03-23 00:58

【摘要】：矮塔斜拉桥具有斜拉桥和连续梁桥的双重结构特性,自从它诞生以来,在世界范围内显示出巨大潜力。本文较为系统地介绍了国内外矮塔斜拉桥的理论和实践经验,以实际工程中的拉萨市柳东大桥——预应力混凝土矮塔斜拉桥为工程实例,对该桥进行力学性能分析和桥塔局部分析。(1)根据实际工程设计,采用有限元软件Midas civil建立了柳东大桥全桥有限元模型,详细描述了分析矮塔斜拉桥时各部分构件的有限元模拟方法;按照工程实际模拟了柳东大桥的全部施工阶段,分析了该桥在各个施工阶段的结构位移、内力以及斜拉索索力的变化情况,结果显示施工过程和成桥之后结构的应力及位移变化符合规范要求。分析成桥十年混凝土收缩、徐变对结构内力及位移的影响,发现主梁应力变化不大,位移和斜拉索索力变化较大。然后进行成桥运营阶段计算分析,考虑了运营阶段活载、体系温度变化、主梁温度梯度、风荷载单独作用及各种组合工况作用下桥梁的效应,发现系统温度变化结构位移影响最大。对该桥进行了正常使用极限状态下的抗裂验算。(2)针对桥位地区地震频发的特点,采用多重Ritz向量法分析了柳东大桥的频率及振型等自振特性,选用E1地震作用,对柳东大桥分别进行了三向地震加速度单独作用下和三向组合作用下的反应谱分析。发现柳东大桥在纵向地震作用下的变形大于横向地震作用,主梁和墩底内力较大,竖向地震对桥梁影响不大;在三向地震加速度组合作用下,结构的位移和内力都有增大。(3)针对拉萨地区昼夜温差大的气候特点,采用有限元软件ANSYS对该桥环形桥塔进行温度应力分析,考虑寒潮作用下,不同配筋率对桥塔温度场及应力场的影响。发现:在混凝土环形桥塔中配置纵向钢筋和环向箍筋不仅不能减小其表面寒潮温度拉应力,而且还使该拉应力增加。(4)针对环形桥塔施工复杂的问题,专门建立桥塔施工支架的有限元模型,全面考虑施工荷载的影响因素,根据相关规范和施工经验对支架的承载力和稳定性进行分析。计算结果显示施工排架、桩顶分配梁和钢管桩的强度与整体稳定性满足要求。
【图文】：

图 1.1 瑞士甘特桥Fig. 1.1 Ganter Bridge桥梁工程界通过索塔高度将该种桥型与一般斜拉桥进行区分，，成了小田原港桥（图 1.2）（世界上第一座学术意义上的矮塔斜的索塔高度一般是跨径的 1/5~1/4，而矮塔斜拉桥的索塔高度与1/8，由于该桥型索塔较低，所以被称为矮塔斜拉桥[3]。著名桥梁专家严国敏先生考虑到此种桥型的结构受力特性介于之间，创造性地提出了“部分斜拉桥”的定义[1]。与一般斜拉桥相度主要由主梁提供，竖向荷载由主梁的受弯、受压、受剪和斜受，斜拉索类似于体外预应力的作用，承担部分荷载。为了具部分斜拉桥，日本工程研究人员利用拉索竖向刚度与主梁刚度分担比例 β 这两个技术指标来表示部分斜拉桥的特征。根据统认为区分部分斜拉桥和斜拉桥的关键在于竖向荷载分担比例 β β 值小于 30%时就可以认为该桥是部分斜拉桥[4]；拉索的应力幅

小田原港桥Fig.1.2OdawaraBlueWayBridge
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U448.27

【参考文献】

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本文编号：2595904