大跨度铁路矮塔斜拉桥索塔锚固区混凝土应力测试与分析

发布时间：2020-05-22 10:32

【摘要】：矮塔斜拉桥是一种起源于法国的较为新型的桥型,近二十多年来在我国得到了较大的发展。矮塔斜拉桥介于连续梁(刚构)桥与斜拉桥之间,主梁刚度较大,主要采用塔梁固结的结构形式,由主梁和斜拉索同时承担荷载。由于斜拉桥的斜拉索类似于连续梁的体外预应力束,因此相比较传统斜拉桥来说塔高较小,动力性能好,在100—300m的跨径范围内具有较大的竞争优势。不同于传统斜拉桥的索塔锚固形式,矮塔斜拉桥一般采用连续通过桥塔锚固区的贯通式锚固形式,鞍座采用分层式鞍座,目前主要存在双套筒和分丝管两种结构形式。双套筒结构是早期矮塔斜拉桥主要采用的鞍座结构形式,但是在实际施工中发现其存在套筒底部应力集中明显、钢绞线间存在相互挤压作用、施工中穿索困难、无法对防腐效果进行检查等问题。相比较双套筒结构,分丝管结构较好地改善这些问题,在矮塔斜拉桥中得到了大量的应用。本文以攀枝花金沙江大桥为背景工程,对实桥主塔有索区的实测应力数据进行对比分析工作,利用有限元数值模拟的方法,对索塔锚固区底部节段的应力分布进行了探究。主要内容包括:1、概述了矮塔斜拉桥国内外的发展状况及发展趋势,说明了当前索塔锚固区的研究现状,该领域的研究目前所存在的一些主要问题。2、对比传统斜拉桥,将矮塔斜拉桥在索塔、主梁、斜拉索的构造独特之处以及力学特性进行了总结。3、根据工程实际施工顺序,对攀枝花金沙江大桥建立全桥杆系有限元模型进行理论分析,并与实测数据进行对比分析,探究最不利荷载工况的荷载情况,为下一步的局部实体有限元分析模型提供荷载数据。4、比较双套筒结构及分丝管结构各自适用的情况。建立索塔锚固区底部节段的三维实体有限元分析模型施加相应工况荷载后进行求解。对比不同工况下相应的实桥测量数据与理论计算结果,对最不利荷载工况下进行局部模型的模拟分析工作,探究索塔锚固区在此工况下的应力分布情况。最后基于混凝土应力分布情况,提出对索塔锚固区的混凝土配筋设计以及施工中的一些建议。
【图文】：

小田原港（OdawaraBlueway）桥

矮塔斜拉桥,中小跨径桥梁,斜拉桥,桥型

梁主梁刚度较小。斜拉桥属于将梁桥和缆索构件结合在一起的组合桥型，，由塔索梁共同参与受力。斜拉索对主梁类似于弹性地基，起到弹性支撑的作用，可以大大提高桥梁的跨越能力。在桥梁的设计建设中，预应力混凝土梁桥主要应用于中小跨径桥梁，而斜拉桥和悬索桥则主要应用于大跨度桥梁。近十几年来，在预应力混凝土和斜拉桥之间出现了一种新的桥梁结构—矮塔斜拉桥，并且在我国的铁路中得到广泛应用，成为中小跨径桥梁中的主流桥型之一[1]。据不完全统计，至 2015 年，国内外已建和在建的矮塔斜拉桥已接近 100 座[1]。1.1 矮塔斜拉桥的国内外发展矮塔斜拉桥这种桥型诞生于法国，但是主要由日本进行了技术性、经济性及景观效果等分析后付诸实践，得到了长足的发展。1994 年建成的(74+122+74)m 小田原港（Odawara Blueway）桥（图 1.1）是世界上第一座矮塔斜拉桥，该桥采用双塔双索面布置形式，结构体系为塔墩梁固结体系。随后日本又先后建成了屋代南/北铁路桥、冲原桥、蟹泽大桥、新唐柜大桥等。
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U448.27

【参考文献】