大跨度斜拉桥索塔锚固区受力性能研究

摘要

索塔锚固区作为斜拉桥的重要受力结构，一直以来都是工程设计中的关键部位。本文以绍兴滨海新城曹娥江大桥为背景，该桥是一座双钻石联体塔混凝土斜拉桥，采用查阅文献、有限元分析以及足尺模型试验相结合的方法，对环向预应力索塔锚固结构进行了受力分析研究。本论文的主要工作如下:
　　1.查阅相关文献，了解索塔锚固结构的各种结构形式、特点、应用与发展动向，重点掌握环向预应力索塔锚固结构的特点与研究现状;
　　2.依据圣维南原理设计索塔锚固区节段，同时基于有限元相关理论，运用大型有限元软件ANSYS对索塔锚固区进行精细的建模分析，掌握该区域的受力特征和应力分布规律;
　　3.通过预应力钢束摩阻损失测试，分析摩阻损失的主要影响因素，为结构设计优化调整和改进预应力施工工艺控制提供参考，研究并给出了计算小半径环向预应力束理论伸长值的计算公式;
　　4.结合曹娥江大桥索塔锚固区足尺模型试验和有限元计算进行实测值和理论值的对比分析，评价锚固部位在设计荷载工况、超载工况下的工作性能及索塔锚固区的受力安全性和合理性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 斜拉桥索塔锚固区形式

1．1．1 斜拉索与钢桥塔的锚固结构

1．1．2 斜拉索与混凝土桥塔的锚固结构

1．2 斜拉桥索塔锚固区结构性能的研究现状

1．3 本文工程背景及研究的主要内容

1．3．1 工程背景

1．3．2 研究的主要内容

第2章 索塔锚固区模型试验设计

2．1 模型设计及制作

2．1．1 试验模型设计原理

2．1．2 试验模型构造设计

2．1．3 模型制作工艺及流程

2．2 模型试验方案

2．2．1 模型试验内容

2．2．2 应力测点布置

2．2．3 加载系统

2．3 本章小结

第3章 环向预应力摩阻试验

3．1 环向预应力摩阻试验方法

3．2 环向预应力摩阻系数测定

3．2．1 管道摩阻损失计算公式

3．2．2 最小二乘法原理

3．2．3 最小二乘法数据分析

3．2．4 假定k值法原理

3．2．5 假定k值法数据分析

3．3 环向预应力钢束伸长量测定

3．3．1 规范中环向预应力钢束理论伸长量

3．3．2 环向预应力钢束伸长量试验结果及分析

3．3．3 环向预应力钢束理论伸长量修正公式

3．3．4 环向预应力筋理论伸长量计算的应用

3．4 本章小结

第4章 索塔锚固区静力性能分析

4．1 索塔节段有限元计算分析

4．1．1 有限元模型的建立

4．1．2 索力、预应力及边界条件模拟

4．2 有限元计算结果

4．2．1 U形预应力筋单独作用

4．2．2 正载工况(650t)

4．2．3 超载工况(900t)

4．3 索塔混凝土材料试验

4．4 正载工况测试结果及分析

4．4．1 混凝土测点测试结果

4．4．2 混凝土实测值与理论值对比

4．5 超载工况测试结果及

4．5．1 混凝土测点测试结果

4．5．2 混凝土实测值与理论值对比

4．5．3 位移测试

4．5．4 平行钢丝束测试

4．6 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献