异形钢斜塔斜拉桥运营受力与索梁锚固详细应力和桥塔稳定计算分析

摘要

论文首先回顾斜拉桥的发展和应用现状，着重介绍了国内外几座典型的斜塔斜拉桥，概述常用的索梁锚固形式，并简述斜拉桥钢桥塔的稳定问题。然后，以(70+80+200+80+70)m五跨连续钢箱梁斜塔斜拉桥初步设计方案为工程背景，采用有限元软件MIDAS/CIVIL建立基于梁单元的全桥模型，利用该模型进行整体静力计算分析，研究桥梁结构在运营阶段承受恒载、活载、风荷载和温度变化等单独作用及其组合作用下的变形和应力。接着，采用有限元软件ALGOR建立基于实体单元和板单元的全桥组合单元模型，对索梁锚固结构所在梁段进行单元细化，计算分析在最大索力作用下索梁锚固结构的详细应力，根据计算结果提出三种优化试算方案，并根据试算结果给出相应优化建议。最后，对全桥组合单元模型中桥塔部分进行单元细化，计算分析桥塔的弹性稳定，根据计算结果提出五种优化试算方案，并根据试算结果给出相应优化建议。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 斜拉桥的发展

1．2 异形斜塔斜拉桥

1．3 斜拉桥索梁锚固形式

1．4 斜拉桥钢桥塔稳定问题

1．5 论文主要工作

第2章 工程背景和全桥梁单元模型建立

2．1 工程背景

2．1．1 概况

2．1．2 主要技术标准

2．1．3 主梁设计

2．1．4 桥塔设计

2．1．5 斜拉索设计

2．2 全桥梁单元模型建立概述

2．3 主梁模拟

2．4 桥塔模拟

2．5 斜拉索模拟

2．6 下部结构模拟

2．7 边界条件模拟

2．8 本章小结

第3章 基于梁单元的全桥运营阶段计算分析

3．1 引言

3．2 荷载及其组合

3．2．1 荷载类型

3．2．2 荷载组合

3．3 荷载及其组合作用计算分析

3．3．1 恒载作用计算分析

3．3．2 荷载组合一作用计算分析

3．3．3 荷载组合二作用计算分析

3．3．4 荷载组合三作用计算分析

3．3．5 荷载组合四作用计算分析

3．3．6 荷载组合五作用计算分析

3．3．7 荷载组合六作用计算分析

3．4 荷载组合效应汇总分析

3．4．1 位移汇总分析

3．4．2 应力汇总分析

3．4．3 斜拉索内力和应力汇总分析

3．5 本章小结

第4章 索梁锚固详细应力计算分析

4．1 引言

4．2 全桥组合单元模型建立

4．2．1 全桥各部件模拟

4．2．2 索梁锚固构造详细模拟

4．3 荷载工况

4．4 索梁锚固详细应力计算分析

4．4．1 背索索梁锚固详细应力计算分析

4．4．2 ZS10索梁锚固详细应力计算分析

4．4．3 应力汇总分析

4．5 索梁锚固优化试算分析

4．5．1 构造不足和优化试算方案

4．5．2 方案一优化试算分析

4．5．3 方案二优化试算分析

4．5．4 方案三优化试算分析

4．5．5 优化试算方案应力汇总分析

4．6 本章小结

第5章 钢桥塔稳定计算分析

5．1 引言

5．2 钢桥塔有限元模型建立

5．3 荷载工况

5．4 钢桥塔稳定计算分析

5．5 钢桥塔稳定优化试算分析

5．5．1 优化试算方案

5．5．2 方案一优化试算分析

5．5．3 方案二优化试算分析

5．5．4 方案三优化试算分析

5．5．5 方案四优化试算分析

5．5．6 方案五优化试算分析

5．5．7 钢桥塔失稳模态汇总分析

5．6 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目