地锚式混凝土独斜塔斜拉桥结构体系及受力性能研究

摘要

本文依托贵州省交通运输厅科技项目“芙蓉江特大桥地锚式混凝土斜塔斜拉桥建设关键技术研究”(项目编号:2016-123-048)，围绕芙蓉江特大桥的结构体系及受力参数开展了相关研究，其中通过保证斜拉索对主梁的弹性支承力不变，利用平面汇交力系分别研究了地锚箱合理位置、斜塔合理倾角、斜拉索的索面布置及拉索倾角
　　本研究主要内容包括：⑴从力学角度分析了独塔斜拉桥各结构体系的塔梁合力作用方向，利用塔梁合力作用方向的影响探讨了独塔斜拉桥结构体系设计的合理性，同时借助已建的独塔斜拉桥结构体系进行分析验证，给出了独塔斜拉桥结构体系设计的相关建议。⑵通过推导地锚素材料用量的计算公式，得到了地锚箱位置参数对地锚索材料用量的影响规律。利用有限元软件分析了地锚箱位置参数对结构静力性能的影响，得到了它对塔梁弯矩、变形及地锚索最大索力的影响曲线。综合两者分析结果确定了斜拉桥地锚箱的合理位置范围。⑶通过推导全桥斜拉索的材料用量公式，得到了主塔倾角变化对全桥斜拉索材料用量的影响规律。通过有限元软件分析了主塔倾角变化对结构强度、刚度及成桥索力的影响，得到了它对塔梁应力和变形的影响曲线及成桥索力的影响值。综合两者分析结果确定了斜拉桥斜塔的合理倾角范围。⑷利用有限元软件分析了梁塔刚度比值对结构静力性能的影响，得到了它对塔梁内力、变形及拉索最大索力的影响曲线，分析结果可为类似斜拉桥的结构设计优化提供一定的参考。⑸通过推导全桥斜拉索及主塔的总造价公式，得到了索面布置形式、塔高及拉索倾角变化对拉索与主塔造价的影响规律。通过有限元软件分析了索面布置形式、塔高及拉索倾角参数对结构静力性能的影响，得到了它对塔梁内力及变形的影响值。综合两者分析结果确定了斜拉桥合理的索面布置形式、塔高及拉索倾角合理范围。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．1 国外内多塔斜拉桥的起源及发展

1．1．2 国内外独塔斜拉桥的起源及发展

1．2 独塔斜拉桥受力特征及参数分析

1．2．2 结构参数研究

1．3．2 地锚体系斜拉桥研究现状

1．4 本文依托工程背景

1．5 本文主要研究内容

第二章 独斜塔斜拉桥结构体系及地锚箱位置研究

2．1．2 独塔斜拉桥结构体系受力研究

2．2 有限元模型的建立

2．3 地锚箱位置参数研究

2．3．2 参数理论分析

2．4 地锚箱位置有限元分析结果

2．4．1 地锚箱位置变化对结构变形的影响

2．4．2 地锚箱位置变化对结构内力的影响

2．4．3 地锚箱位置变化对地锚索最大索力的影响

2．5 本章小结

第三章 独斜塔斜拉桥主塔合理倾角与梁塔刚度比研究

3．2 斜拉索材料用量力学分析

3．2．2 斜拉索索长理论推导

3．2．3 斜拉索索力理论推导

3．2．4 斜拉索材料总用量理论推导

3．2．5 斜拉索材料总用量理论分析结果

3．3 斜塔倾角有限元分析结果

3．3．1 斜塔倾角对成桥索力的影响

3．3．2 不同斜塔倾角结构刚度分析

3．3．3 不同斜塔倾角结构强度分析

3．4 梁塔刚度比研究的意义及参数变化

3．5 梁塔刚度比有限元分析结果

3．5．2 梁塔刚度比对结构内力的影响

3．5．3 梁塔刚度比对斜拉索最大索力值的影响

3．6 本章小结

第四章 独斜塔斜拉桥索面布置与主塔高度研究

4．1．2 斜拉索布置形式

4．2 索面布置理论研究

4．3 斜拉桥索面参数敏感性分析

4．3．1 索面布置经济性分析

4．3．2 索面布置对结构变形的影响

4．3．3 索面布置对结构内力的影响

4．4 斜拉桥塔高及拉索倾角理论研究

4．4．2 塔高与拉索倾角变化形式

4．4．3 塔高与拉索倾角力学分析

4．5 塔高与拉索倾角参数分析

4．5．1 塔高与拉索倾角经济性分析

4．5．2 塔高与拉索倾角对结构变形的影响

4．5．3 塔高与拉索倾角对结构内力的影响

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．2 展望

致谢

参考文献

攻读研究生期间发表的论文及参加的科研项目