【摘要】：隨著橋梁結構分析理論與建造工藝的進步,異形斜拉橋憑其美觀的造型,充分體現(xiàn)時代的張力與城市的朝氣,成為城市橋梁選型中極具競爭力的橋型。北京長安街西延永定河異形斜拉橋的索塔,是中國首個融合“斜、拱、扭”造型的鋼塔結構,造型復雜,施工和仿真分析難度大。該橋塔對成橋、施工狀態(tài)下內(nèi)力、變形的影響與傳統(tǒng)斜拉橋截然不同。本文基于永定河異形斜拉橋施工監(jiān)控項目,探究了異形鋼箱結構仿真模擬的相關問題,基于此建立全橋模型,就異形橋塔下的成橋、施工合理狀態(tài)進行深入研究。主要工作及成果如下:(1).基于Matlab平臺實現(xiàn)了異形索塔節(jié)點、單元的自動生成,提出一種BIM幾何模型快速、準確轉為有限元分析模型的思路;在此基礎上,分別采用Ansys、MidasCivil建立板殼單元、梁單元橋塔模型,驗證了梁單元在靜力方面模擬復雜鋼箱橋塔上的可靠性;最后采用Midas Civil建立全橋空間有限元模型并進行計算分析。(2).針對成橋合理狀態(tài)問題,基于影響矩陣法和最小彎矩能量法,考慮索力約束條件、索力均勻性約束條件、塔梁位移約束條件,增加扭轉、橫偏三維約束條件,采用MATLAB求解二次規(guī)劃問題,得到異形斜拉橋的成橋優(yōu)化索力。優(yōu)化索力下的成橋內(nèi)力、位移等均優(yōu)于原設計狀態(tài),驗證了考慮空間效應下成橋合理狀態(tài)索力求解的可靠性。(3).針對施工合理狀態(tài)問題,傳統(tǒng)正裝倒拆法工序復雜,對涉及到多處合龍的橋梁結構計算效率低下,且易發(fā)生不閉合,無應力狀態(tài)法揭示了不閉合現(xiàn)象的本質,可以很好地模擬復雜異形結構的施工過程。本文基于無應力狀態(tài)法,求解了拉索無應力索長,闡述了節(jié)段無應力曲率下理想施工狀態(tài)與有限元施工模擬的區(qū)別并加以對比,試算了斜塔特征下塔梁節(jié)段間無應力耦合對結構造成的影響;最后,分析了本橋施工過程中的重難點,考慮無應力索長下張拉端螺母最大前進后退量,對索塔、主梁支架拆除方案進行優(yōu)化,在少調(diào)索的前提下安全、有效的完成拆架工作,體現(xiàn)了無應力狀態(tài)法在異形斜拉橋施工合理狀態(tài)求解中的良好適用性。
【圖文】：

圖１－２斯特倫松德橋逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１邋－２邋Ｓｔｒｏｍｓｕｎｄ邋ｂｒｉｄｇｅ逡逑此后一百多年來，，斜拉橋發(fā)展緩慢，與之相對應，懸索橋卻憑借其美觀的外形逡逑

圖１－５阿拉米羅大橋逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－５邋Ａｌａｍｉｌｌｏ邋ｂｒｉｄｇｅ逡逑
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U445.4

【參考文獻】

相關期刊論文 前9條

1 廖原;范中林;;斜拉橋無應力狀態(tài)控制法閉合條件[J];交通科技;2014年04期

2 楊海濤;;斜塔有背索斜拉橋主塔施工支架結構分析[J];山西交通科技;2013年04期

3 王燦;劉永健;王瑩;劉亮;;斜塔有背索斜拉橋結構參數(shù)敏感性分析[J];世界橋梁;2013年02期

4 李冠軍;王衛(wèi)鋒;;基于midas的懸臂拼裝橋梁安裝線形的計算[J];科學技術與工程;2012年34期

5 余昆;李景成;;基于無應力狀態(tài)法的懸臂拼裝斜拉橋的線形控制[J];橋梁建設;2012年03期

6 黃曉航;高宗余;;無應力狀態(tài)控制法綜述[J];橋梁建設;2010年01期

7 陳明憲;;斜拉橋的發(fā)展與展望[J];中外公路;2006年04期

8 梁鵬,肖汝誠,張雪松;斜拉橋索力優(yōu)化實用方法[J];同濟大學學報(自然科學版);2003年11期

9 嚴國敏;日本一座別具一格的斜拉橋──浜名湖曲塔混合梁斜拉橋[J];國外橋梁;1997年01期

相關博士學位論文 前4條

1 戴杰;鋼箱梁斜拉橋合理成橋狀態(tài)與合理施工狀態(tài)優(yōu)化方法研究[D];長安大學;2016年

2 葛仁余;彈性和塑性V形切口應力奇異性分析與界面強度的擴展邊界元法研究[D];合肥工業(yè)大學;2014年

3 羅敏;管道內(nèi)旋轉細長梁固液耦合動力學分析[D];大慶石油學院;2009年

4 顏東煌;斜拉橋合理設計狀態(tài)確定與施工控制[D];湖南大學;2001年

相關碩士學位論文 前10條

1 張博恒;混凝土斜拉橋前進與倒退分析不閉合問題研究[D];重慶交通大學;2018年

2 趙煜煒;支架施工斜拉橋的施工控制與索力優(yōu)化研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

3 方震;曲塔混合梁斜拉橋無應力索長法施工調(diào)索研究[D];湖南大學;2018年

4 郎利鵬;斜塔斜拉橋結構受力與影響參數(shù)分析[D];長安大學;2018年

5 余文洋;斜拉橋拱形鋼橋塔受力分析與設計[D];西南交通大學;2018年

6 龐智慧;無背索曲塔曲梁斜拉橋施工監(jiān)測與控制研究[D];長安大學;2018年

7 武振國;異形獨塔混凝土斜拉橋施工控制及索力設計方法的研究[D];蘭州交通大學;2017年

8 夏劍光;斜拉橋合理成橋狀態(tài)確定及施工過程模擬[D];大連理工大學;2016年

9 尹笑;雙塔斜拉橋合理成橋狀態(tài)及結構體系分析[D];吉林大學;2016年

10 尹開川;有背索單斜塔斜拉橋受力特性分析及結構優(yōu)化[D];西南交通大學;2016年

本文編號：2655184