横向拱形钢塔斜拉桥全桥计算分析和索塔锚固详细应力分析

摘要

论文以福建三明市台江大桥施工图设计方案为背景，运用大型有限元软件MIDAS/CIVIL2006建立全桥组合有限元模型，计算分析了台江大桥的结构静力行为、动力行为和稳定性。 首先，论文对台江大桥施工阶段全过程进行模拟，考察横向拱形钢塔斜拉桥各构件在各施工阶段的效应；分析了混凝土收缩徐变占主要因素的时间依存效应对结构的影响；计算了横向拱形钢塔斜拉桥在运营阶段活载作用和组合作用下结构的效应。然后，论文计算分析了台江大桥的自振特性，并分别采用反应谱和时程分析方法计算分析了该桥的地震响应；论文对台江大桥施工阶段、成桥阶段和运营阶段结构的弹性稳定性也进行了计算分析。最后，论文分析探讨了竖拉索的张拉方案并对其进行优化；并且运用有限元软件ALGOR建立台江大桥桥塔详细计算模型，对桥塔锚固部位进行了详细应力分析。 通过上述分析，作者较全面地了解该类桥梁的静力、动力和稳定性能及相关理论，并掌握该类桥梁的计算分析方法。

目录

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第1章绪论

1.1引言

1.2横向拱形桥塔斜拉桥的特色

1.3三明台江大桥的方案简介

1.4本文的主要研究工作

第2章全桥空间有限元模型的建立和荷载模拟

2.1全桥构件模拟和参数确定

2.1.1主梁的模拟

2.1.2主塔和桥墩的模拟

2.1.3斜拉索的模拟

2.1.4地基基础的模拟

2.1.5预应力的模拟

2.1.6边界条件的模拟

2.1.7混凝土收缩、徐变和强度作用的模拟

2.1.8等效参数

2.2全桥荷载的模拟

2.2.1恒荷载的模拟

2.2.2活载的模拟

2.2.3风荷载的模拟

2.2.4整体温度变化的模拟

2.2.5梁体温差的模拟

2.3全桥空间有限元模型的建立

2.4小结

第3章施工阶段和运营阶段计算分析

3.1引言

3.2施工阶段和计算工况的划分

3.2.1计算说明

3.2.2施工阶段计算工况的划分

3.3施工阶段的计算与分析

3.4施工阶段是否考虑混凝土时间依存性效应的对比分析

3.5运营阶段计算分析

3.5.1计算说明

3.5.2影响线计算分析

3.6活载的计算分析

3.7成桥内力组合计算分析

3.8小结

第4章动力计算分析

4.1引言

4.2自振特性计算分析

4.3地震反应谱计算分析

4.3.1反应谱分析的理论

4.3.2地震波的输入

4.3.3反应谱计算结果分析

4.4地震时程计算分析

4.4.1时程分析的理论

4.4.2地震波的输入

4.4.3时程计算结果分析

4.5小结

第5章稳定性计算分析

5.1引言

5.2施工阶段稳定性分析

5.2.1裸拱阶段稳定性分析

5.2.2张拉6号索施工阶段稳定性分析

5.3成桥状态稳定性分析

5.4运营状态稳定性分析

5.5小结

第6章竖拉索张拉方案优化及桥塔受力分析

6.1引言

6.2有限元模型的建立及各阶段计算工况的划分

6.3四种竖拉索张拉方案的计算分析

6.4第四种方案的钢拱塔变形和应力计算分析

6.5小结

第7章横向拱形钢桥塔锚固部位详细应力分析

7.1引言

7.2板壳模型的建立

7.3恒载作用下钢拱塔上锚固部位详细应力分析

7.4恒活作用下钢拱塔上锚固部位详细应力分析

7.5恒活升正风作用下钢拱塔上锚固部位详细应力分析

7.6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