【摘要】：本文以某混合梁有背索斜塔斜拉橋?yàn)楸尘?在其初步設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上對(duì)其靜力受力特點(diǎn)與合理成橋狀態(tài)進(jìn)行研究分析。通過(guò)有限元軟件MIDAS/CIVIL建立全橋有限元模型,對(duì)其成橋狀態(tài)進(jìn)行靜力分析計(jì)算,研究了汽車(chē)活載、溫度作用以及收縮徐變對(duì)此種特殊橋型結(jié)構(gòu)的影響。通過(guò)ANSYS有限元軟件建立塔梁墩固結(jié)處局部分析模型,對(duì)比了桿系模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)體模型的差異,發(fā)現(xiàn)桿系模型計(jì)算得到的主梁負(fù)彎矩峰值位置偏差較大,且主梁負(fù)彎矩峰值偏大15%。通過(guò)算例驗(yàn)證了梁桿組合模型方法對(duì)模擬預(yù)應(yīng)力筋具有較高的精度,為在ANSYS中對(duì)梁?jiǎn)卧Ｐ褪┘宇A(yù)應(yīng)力提供了一種簡(jiǎn)單有效的方法。結(jié)合ANSYS一階優(yōu)化方法、恒載彎矩可行域以及梁桿組合結(jié)構(gòu)模型,利用混凝土斜拉橋合理成橋狀態(tài)的分步算法對(duì)此混合梁有背索斜塔斜拉橋合理成橋狀態(tài)進(jìn)行研究。利用不同權(quán)重系數(shù)有針對(duì)性地將全橋劃分為不同部分對(duì)彎曲應(yīng)變能進(jìn)行加權(quán)構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)并對(duì)比分析,利用ANSYS有限元模型以及一階優(yōu)化方法確定其初始成橋狀態(tài)及斜拉索索力；利用梁桿組合結(jié)構(gòu)模型在初始成橋狀態(tài)上模擬預(yù)應(yīng)力的施加；構(gòu)建其考慮活載作用的恒載彎矩可行域,并利用可行域針對(duì)優(yōu)化目標(biāo)加權(quán)構(gòu)建新的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行二次索力優(yōu)化從而確定最終恒載成橋狀態(tài)。對(duì)比原初步設(shè)計(jì)方案,結(jié)構(gòu)成橋受力狀態(tài)優(yōu)化效果顯著。通過(guò)對(duì)比分析,本文研究了鋼混結(jié)合段位置與背索錨固位置對(duì)結(jié)構(gòu)的靜力受力狀態(tài)的影響,從成橋狀態(tài)和運(yùn)營(yíng)狀態(tài)兩方面探討了關(guān)鍵構(gòu)造位置的合理選擇,提出的選擇方法對(duì)該類(lèi)型橋梁的設(shè)計(jì)和研究具有參考意義。
【圖文】：

由于斜塔的存在使其施工難度增大，目前國(guó)內(nèi)外已建成的斜塔斜拉橋數(shù)量較少。逡逑敘塔斜拉橋中較特殊的是斜塔無(wú)背索斜拉橋，無(wú)背索斜拉橋是相對(duì)直塔斜拉橋型上的突破，后傾的塔身形狀相對(duì)纖細(xì)的橋面來(lái)說(shuō)表現(xiàn)一種強(qiáng)大穩(wěn)固的為量感［４］。塔斜拉橋在橋塔兩側(cè)均有斜拉索，相對(duì)對(duì)稱(chēng)的斜拉索布置形式使橋塔在恒載作用下通過(guò)兩側(cè)斜拉索水平力保持平衡，主塔在恒載下基本不承受水平力及彎矩；而無(wú)背斜拉橋的橋塔的受力表現(xiàn)為在斜拉索索力及自身重力作用下的懸臂梁，即依靠塔身自重力矩來(lái)平衡斜拉索的傾覆力矩，形成了梁塔結(jié)構(gòu)的平衡體系。世界各地選擇建無(wú)背索斜拉橋更多的是因?yàn)榇朔N橋型新穎獨(dú)特，造型上富有建筑美感，而不是考慮力學(xué)性能或者其造價(jià)。逡逑西班牙的Ａｌａｍｉｌｌｏ橋調(diào)１－叫是無(wú)背索斜塔斜拉橋中的代表，主跨２００ｍ，塔１３４米，拉索按豎琴形布置，橋塔傾角較大，主梁相對(duì)輕盈。這座橋在設(shè)計(jì)上將結(jié)構(gòu)、逡逑建筑、雕塑完美地融合在一起，體現(xiàn)出了精致的建筑美感。正是它的出現(xiàn)引起了世橋梁界對(duì)無(wú)背索斜塔斜拉橋的極大關(guān)注，世界各國(guó)相繼建造出了本國(guó)的的無(wú)背索斜橋。由此也可看出，世界人民對(duì)橋梁建設(shè)的需求不只是局限于橋梁跨越的功能上，多的傾向于對(duì)橋梁美學(xué)的追求。邐邐邐逡逑

邐第４頁(yè)逡逑我國(guó)于２０００年建成的哈爾濱太陽(yáng)橋（圖１－４），其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的獨(dú)塔無(wú)背逡逑索雙索面全焊接鋼結(jié)構(gòu)斜拉橋，，全橋總長(zhǎng)２２８ｍ，其中主跨１４０ｍ，邊跨６０ｍ，兩端過(guò)逡逑渡孔各１４ｍ，橋?qū)挘保担担�，塔高９６ｍ，共有１５�?duì)斜拉索，該橋己成為哈爾濱標(biāo)志性逡逑建筑之一巧。邐逡逑ｇ．邐Ｗ：－逡逑＾邐－．委京一，逡逑Ｉ邐？；p海搿㈠義希懾危�；~柪瑁�？逦—辶x希懾巍畆>媭稼Ｖ、巧．逡逑圖１－４哈爾濱太陽(yáng)橋逡逑斜塔有背索斜拉橋腳７］［８］，這種橋型介于直塔斜拉橋與無(wú)背索斜塔斜拉橋之間，它逡逑的力學(xué)特征與普通的直塔斜拉橋更為接近，其受力的獨(dú)特性主要體現(xiàn)于橋塔的傾斜Ｗ逡逑及背索鋪固形式的多樣性。有背索斜塔斜拉橋作為一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)形式，利用塔逡逑柱傾斜產(chǎn)生的自重力矩與背索索力一同來(lái)平衡主梁的傾覆力矩，同時(shí)具有直塔斜拉橋逡逑與無(wú)背索斜拉橋的受力特點(diǎn)。這種橋型由于塔身傾斜
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：U448.27


本文編號(hào)：2587083