双塔双索面PC梁斜拉桥结构体系参数影响分析

摘要

本文以浙江省温州市大门大桥为工程背景，探讨了双塔双索面PC梁斜拉桥体系参数对结构力学性能的影响，供设计施工方面参考。温州市大门大桥是跨径组合135+316+135m的混凝土斜拉桥。本文采用有限元分析的方法，借助MIDAS软件建立空间杆系模型，通过变换相关参数，提取桥梁受力变形响应，进而分析变化趋势，主要做了以下工作：⑴通过对大门大桥的主梁、主塔、斜拉索、下部结构和附属工程等设计及施工思路的介绍，了解了大门大桥的基本设计方法。⑵通过对大门大桥成桥阶段主梁、主塔的内力应力以及斜拉索索力进行计算及分析，明确了主梁、主塔在施工阶段调索后的合理内力分布形态以及合理索力的分布特征，验证了结构体系的合理性，以保障体系的顺利实施。⑶混凝土梁段自重误差、索力误差以及预应力误差对斜拉桥成桥状态影响较大，利用有限元分析软件对大门大桥各实施偏差情况下的结构响应进行量化分析，获得了结构位移响应与应力响应对误差的敏感性特征。⑷塔梁连接方式、边中跨比、塔高、塔刚度及主梁刚度是该桥重要的体系参数，通过改变体系参数对大门大桥进行有限元分析，探讨关键体系参数改变对结构活载效应及温度效应产生的影响，提出体系参数的优化方向。

目录

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致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 斜拉桥结构体系的演化

1．2．1 稀索体系斜拉桥

1．2．2 密索体系斜拉桥

1．2．3 钢混混合或组合主梁斜拉桥

1．2．4 组合体系斜拉桥

1．2．5 迈向大跨度时期

1．3 斜拉桥结构分析理论及计算技术的进展

1．3．1 斜拉桥的静力非线性分析理论

1．3．2 斜拉桥的主要计算内容及方法

1．3．3 斜拉桥有限元模拟技术

1．4 桥梁结构体系基本理论

1．4．1 桥梁结构体系的概念

1．4．2 结构体系的重要影响因素

1．4．3 斜拉桥结构体系参数的影响分析

1．5 本文研究内容

1．5．1 背景工程介绍

1．5．2 本文研究目的与主要研究内容

1．6 本章总结

第2章 背景工程设计与施工方案介绍

2．1 工程概况

2．2 主桥技术标准及设计要点

2．3 方案概述

2．3．1 主梁设计恩路

2．3．2 主塔设计思路

2．3．3 斜拉索设计思路

2．3．4 下部结构设计思路

2．3．5 附属工程设计思路

2．3．6 总体施工思路

2．3．7 各构件施工具体方案

2．4 本章小结

第3章 成桥及运营阶段结构受力分析

3．1 基本模型

3．2 施工过程模拟

3．3 荷载工况

3．4 成桥阶段结构受力

3．4．1 主梁内力

3．4．2 主塔内力

3．4．3 索力分布

3．5 运营阶段结构受力

3．5．1 组合一

3．5．2 组合二

3．5．3 组合三

3．5．4 组合四

3．5．5 组合五

3．6 过桥水管对结构的影响分析

3．6．1 动载分析方法及内容

3．6．2 主桥动力特性分析

3．6．3 恒定流分析

3．6．4 水锤作用分析

3．6．5 主桥(含供水管道)动力特性分析

3．6．6 过桥水管对结构影响结论

3．7 本章总结

第4章 结构参数敏感性分析

4．1 误差来源

4．1．1 梁段自重误差

4．1．2 索力张拉误差

4．1．3 预应力束张拉力误差

4．2 梁段自重误差

4．2．1 对最大悬臂结构变形影响

4．2．2 对成桥结构变形影响

4．2．3 对成桥应力影响

4．2．4 自重误差对结构影响总结

4．3 索力误差

4．3．1 对最大悬臂结构变形影响

4．3．2 对成桥结构变形影响

4．3．3 对成桥应力影响

4．3．4 索力误差对结构影响总结

4．4 预应力张拉误差

4．4．1 对最大悬臂结构变形影响

4．4．2 对成桥结构变形影响

4．4．3 对成桥应力影响

4．4．4 预应力误差对结构影响总结

4．5 本章总结

第5章 结构体系优化分析

5．1 结构性能影响因素

5．1．1 结构体系参数

5．1．2 本桥关键体系参数

5．2 塔梁连接方式

5．2．1 塔梁连接模拟

5．2．2 不同塔梁连接对比分析

5．3 边中跨比

5．3．1 不同边中跨比模拟

5．3．2 不同边中跨比对比分析

5．4 塔高

5．4．1 不同塔高模拟

5．4．2 不同塔高对比分析

5．5 主塔刚度

5．5．1 不同主塔刚度模拟

5．5．2 不同主塔刚度对比分析

5．6 主梁刚度

5．6．1 不同主梁刚度模拟

5．6．2 不同主梁刚度对比分析

5．7 本章总结

第6章 总结与展望

6．1 本文主要研究工作及结论

6．2 待进一步研究的课题

参考文献

作者简历