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大跨PC斜拉桥结构静力特性及施工分析

作　者: 王标
导　师: 包立新
学　校: 重庆交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 斜拉桥 合理成桥索力 塔梁同步施工 正装迭代法 施工初索力
分类号: U448.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 47次
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内容摘要


斜拉桥是高次超静定结构,结构计算非常复杂,而且斜拉桥的施工过程与成桥后主梁线形及结构内力状态密切相关。为了使斜拉桥施工过程受力合理、成桥后的主梁线形和结构内力状态达到设计规范要求,需要建立精确的仿真计算模型,采用准确的结构分析方法,对桥梁的施工阶段和成桥运营阶段的结构行为进行计算分析。本文以重庆长寿长江公路大桥为工程实例,研究了斜拉桥的静力分析,并对斜拉塔梁同步施工的方法进行了探讨。确定合理的成桥索力是斜拉桥静力计算的前提,本文应用最小弯曲能量法计算重庆长寿长江公路大桥的成桥合理索力,并对部分不合理的索力进行了优化调整,得到了较为理想的结果;在成桥状态下计算分析了恒载、活载、温度等使用荷载作用下的结构受力变形情况,并取最不利荷载组合计算了结构应力。在成桥静力分析的基础上,对斜拉桥施工中不同的工况进行了分析。斜拉桥施工多采用先塔后梁法,而塔梁同步施工法很少使用。重庆长寿长江公路大桥施工过程采用了主梁部分节段与主塔同步施工的施工方案,实践表明,该方法相比传统的先塔后梁法具有缩短工期,节约成本,提高经济和社会效益等优点。本文采用“正装迭代法”计算塔梁同步施工的斜拉索初张力,该方法省去了中间的倒装过程,计算速度快,且计算得出的施工索力与成桥索力闭合良好,表明采用“正装迭代法”计算斜拉桥塔梁同步施工是可行、有效的。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-17
  1.1 斜拉桥概述  8-11
    1.1.1 斜拉桥发展历史  8-9
    1.1.2 现代斜拉桥的结构体系  9-10
    1.1.3 斜拉桥发展趋势  10-11
  1.2 斜拉桥计算分析研究现状  11-16
    1.2.1 斜拉桥计算分析的特点  11-12
    1.2.2 斜拉桥合理成桥索力计算  12-13
    1.2.3 斜拉桥的施工计算  13-14
    1.2.4 非线性问题  14-15
    1.2.5 混凝土收缩徐变问题  15-16
  1.3 本文的主要研究内容  16-17
第二章 斜拉桥结构计算理论  17-35
  2.1 概述  17
  2.2 斜拉桥有限单元法计算理论  17-21
    2.2.1 有限单元法的基本原理  17-19
    2.2.2 斜拉桥有限元仿真分析的步骤  19-20
    2.2.3 斜拉桥有限元仿真分析的计算图式  20-21
  2.3 斜拉桥非线性问题分析  21-32
    2.3.1 斜拉索垂度效应  21-26
    2.3.2 梁柱效应  26-31
    2.3.3 大位移效应  31-32
  2.4 分析非线性问题的数值方法  32-34
    2.4.1 迭代法  32
    2.4.2 增量法  32-33
    2.4.3 混合法  33-34
  2.5 小结  34-35
第三章 斜拉桥成桥状态静力分析  35-53
  3.1 工程概述  35-36
  3.2 最小弯曲应变能法的原理  36-41
  3.3 长寿长江公路大桥成桥索力计算  41-45
    3.3.1 有限元模型的建立  41-42
    3.3.2 成桥索力计算结果  42-45
  3.4 成桥运营阶段静力分析  45-52
    3.4.1 使用荷载作用下主梁变形分析  45-47
    3.4.2 使用荷载作用下主塔变形分析  47
    3.4.3 使用荷载作用下主梁与主塔应力分析  47-48
    3.4.4 汽车活载对索力的影响  48-50
    3.4.5 荷载组合作用下结构应力  50-52
  3.5 小结  52-53
第四章 斜拉桥施工计算分析  53-78
  4.1 斜拉桥塔梁同步施工  53-57
    4.1.1 塔梁同步法与先塔后梁法的比较  53-54
    4.1.2 塔梁同步施工可行性分析  54-56
    4.1.3 塔梁同步施工误差分析  56-57
  4.2 塔梁同步法合理施工状态的确定  57-62
    4.2.1 正装迭代法  58-59
    4.2.2 迭代计算注意事项  59-61
    4.2.3 前支点挂篮悬臂浇筑的中间分步张拉索力的确定  61-62
  4.4 长寿长江公路大桥塔梁同步施工方案  62-67
    4.4.1 同步施工主梁节段的确定  62-64
    4.4.2 施工阶段的划分  64-65
    4.4.3 斜拉索施工张拉力的确定  65-67
  4.5 长寿长江公路大桥施工阶段计算分析  67-77
    4.5.1 主梁变形计算分析  67-70
    4.5.2 预拱度计算  70-71
    4.5.3 主梁应力计算分析  71-74
    4.5.4 主塔偏位计算分析  74-75
    4.5.5 主塔应力计算分析  75-76
    4.5.6 索力变化分析  76-77
  4.6 小结  77-78
第五章 结论与展望  78-80
  5.1 主要结论  78-79
  5.2 问题及展望  79-80
致谢  80-81
参考文献  81-84
在学期间发表的论著及取得的科研成果  84

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按结构分 > 斜拉桥
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