悬挑斜拉式室外实验平台关键技术研究

摘要

在新型结构不断涌现的今天，结构形式和受力趋向于复杂多变，悬挑结构和斜拉结构就是其中发展较为迅速的。本文所研究的结构是斜拉和悬挑两种柔性结构组合的复杂形式，并且是一个露天的实验平台，实验对结构的位移精度要求很高，但是对于这种柔性结构，控制位移精度是难点。实验平台结构的位移变化不仅仅涉及结构的施工安全和正常使用，还决定着结构在使用过程中实验轨道是否需要调整。故实现结构的施工和使用及对实验要求的位移精度的控制是本文研究的主线。实验平台在施工和运营过程中温度是主要的线索，必须考虑施工时和运营时的温度变化引起的结构的变形。本论文采用ABAQUS软件建立模型近似模拟实际结构的受力状态，主要对实验平台施工和使用过程中涉及的若干关键技术进行了分析，得出如下结论：
　　（1）结构施工合理安全，索塔、主梁、悬挑段、斜拉索达到合理成桥状态，内力和位移变化在可控制的范围内。使用过程中主梁达到合理运营状态。
　　（2）确定实验平台所在地年平均气温15.8℃为合理的基准温度。求得该基准温度下的斜拉索合理索力级值在斜拉索的设计控制应力范围内，悬挑段在温差变化和极限温度作用下，位移浮动量相比基准温度的位移值来说最小，斜拉索张拉点的挠度很接近于零。
　　（3）通过对不同温度作用下索塔的姿态分析，确定合理的索塔预偏量为1mm；索塔处于受压状态。合理索力级值作用下悬挑段根部和钢桁架的应力变化未超过规范要求。
　　（4）温度对悬挑段的影响较大，用基准温度作用下的悬挑段位移作参照，极端温度作用下悬挑段的位移浮动量为20mm。非悬挑段主梁在基准温度下达到平衡状态，在极限温度下的位移变形在5mm范围内。运营过程中轨道需要调整。悬挑段与非悬挑段轨道调整措施因各自位移变化而异。
　　（5）根据模拟分析做出了斜拉索、塔柱、悬挑段主梁和钢桁架等关键部位的位移监测和应变监测方案，为结构的施工和运营监测提供参考依据。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景、意义和目的

1.2研究的工程背景

1.3独塔斜拉桥和悬挑结构的受力特点

1.4独塔斜拉结构和悬挑结构研究现状

1.5主要研究内容

第2章 分析模型建立

2.1工程概况

2.2施工要求

2.3ABAQUS有限元模型建立

2.4张拉方案及分析步

2.5本章小结

第3章 基准温度下的计算及结果分析

3.1合理施工状态确定

3.2合理成桥状态和合理运营状态确定

3.3结构的局部分析

3.4结构的温度影响分析

3.5施工阶段基准温度作用下结果及分析

3.6本章小结

第4章 不同温度作用下的结果分析

4.1施工阶段温度变化的影响分析

4.2施工阶段的监测方案

4.3运营阶段结果分析

4.4本章小结

第5章 结论及展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献