紫金斜拉桥索塔锚固段局部应力分析与试验研究

论文摘要

斜拉桥由塔、索、梁组成，预应力混凝土箱型截面是斜拉桥索塔常采用的截面形式。索塔锚固段的应力分布非常复杂，如果设计处理不当，很容易造成开裂，甚至危及到全桥的安全。因此，索塔锚固段的应力分析与试验研究是斜拉桥设计中非常关键的部分。本文基于平面及空间有限元理论及大型分析软件ANSYS系统，针对紫金大桥索塔锚固段的设计方案进行了精细的分析，并对该锚固段进行了足尺试验研究。1．采用平面与空间有限元进行锚固段应力分析；2．采用APDL语言控制空间分析模型的建立与计算；3．用杆单元模拟预应力筋，用降温方法模拟预应力的施加；4．进行了足尺模型试验并与理论进行对比；分析结果与试验数据表明：在索塔锚固区应力非常复杂，采用平面简化计算不能反应真实的应力分布与大小，紫金大桥的索塔锚固段构造及预应力的配置合理，满足混凝土抗拉及抗压的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 斜拉桥发展概述
• 1.2 斜拉桥构造
• 1.2.1 主梁
• 1.2.2 索塔
• 1.2.3 拉索
• 1.3 问题的提出
• 1.4 文献综述
• 1.5 本文研究内容与方法
• 第二章 基本理论及ANSYS介绍
• 2.1 用ANSYS进行空间有限元计算
• 2.1.1 有限单元法
• 2.1.2 有限元法的基本构架
• 2.1.3 ANSYS简介
• 2.1.4 ANSYS架构
• 2.2 空间模型分析
• 2.2.1 预应力混凝土构件的分析方法及单元选择
• 2.2.2 SOLID45单元描述
• 2.2.3 LINK8单元描述
• 第三章 基于ANSYS的局部应力分析
• 3.1 紫金大桥概况
• 3.1.1 主要技术标准
• 3.1.2 设计要点
• 3.1.3 主要材料
• 3.2 ANSYS建模
• 3.3 索塔锚固段应力分析
• 3.4 索塔锚固段试验模型与实际结构应力分析对比
• 3.4.1 试验模型设计与制作
• 第四章 索塔锚固段足尺模型试验与理论分析
• 4.1 模型及测点布置
• 4.2 模型理论计算
• 4.2.1 模型平面计算
• 4.2.2 模型空间有限元计算
• 4.3 模型试验
• 4.3.1 应变测试
• 4.3.2 裂缝及位移观测
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读工程硕士期间所发表的论文及科研情况