矮塔斜拉桥合拢顺序与体系转换时间研究

论文摘要

随着桥梁技术的发展,近年来在预应力混凝土梁桥和斜拉桥之间出现了一种新的桥梁结构形式——矮塔斜拉桥。矮塔斜拉桥兼有斜拉桥和预应力混凝土连续梁桥的双重结构特点,是介于柔性斜拉桥和刚度较大的连续梁桥之间的过渡桥型。因为它优越的结构性能与良好的经济指标,越来越显示出巨大的发展潜力,矮塔斜拉桥的结构特点决定了其主梁的施工方法与连续梁桥的基本相同,目前,悬臂浇注法是最主要的施工方法,而合拢则是悬臂浇注的主要环节。不同的合拢顺序及体系转换时间将会在结构中产生不同的最终恒载内力,对成桥累计位移与结构成桥内力影响不同,并且直接影响到桥梁施工的质量。故对矮塔斜拉桥的合拢顺序,体系转换时间的研究是非常有必要的,选择最佳的合拢方案是设计的关键。本文首先介绍了矮塔斜拉桥的起源、发展及其施工方法,其次对矮塔斜拉桥的总体布置、体系分类与特点作了介绍,为分析矮塔斜拉桥的受力提供理论基础,对矮塔斜拉桥常用的合拢顺序及其特点作了介绍,为其在不同合拢顺序及体系转换时间下的应力及位移分析提供理论依据。最后,本文以某一实际桥梁为背景,建立了三跨矮塔斜拉桥的有限元模型,在建立计算模型过程中考虑施工阶段影响,分析了合拢时主要施工阶段的结构应力与位移,成桥时在恒荷载、所有荷载效应、考虑成桥10年后所有荷载效应、系统温度、温度梯度5种工况下结构的内力、应力与位移。然后,通过改变合拢顺序、体系转换时间,得到4种合拢方案：边跨对称合拢,体系转换,中跨合拢；边跨对称合拢,中跨合拢,体系转换；中跨合拢,边跨对称合拢,体系转换；中跨合拢,体系转换,边跨对称合拢。对比分析4种合拢方案的应力与位移,为今后矮塔斜拉桥的设计、施工提供一定的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 矮塔斜拉桥的起源
• 1.2 矮塔斜拉桥的发展
• 1.2.1 国外的发展概况
• 1.2.2 国内的发展概况
• 1.3 矮塔斜拉桥的施工方法
• 1.4 问题的提出
• 第二章 矮塔斜拉桥的分析理论
• 2.1 矮塔斜拉桥的总体布置
• 2.1.1 主梁布置
• 2.1.2 桥塔布置
• 2.1.3 拉索布置
• 2.1.4 跨径布置
• 2.2 矮塔斜拉桥的体系分类
• 2.2.1 按支承体系分类
• 2.2.2 按主梁刚度强弱分类
• 2.2.3 按桥塔数量分类
• 2.3 矮塔斜拉桥的特点
• 2.3.1 受力特征
• 2.3.2 结构特征
• 2.3.3 应用范围
• 2.4 矮塔斜拉桥的主梁合拢与体系转换
• 2.5 本章小结
• 第三章 三跨矮塔斜拉桥实例桥分析
• 3.1 工程概况
• 3.1.1 概述
• 3.1.2 主要技术标准及气象资料
• 3.1.3 上部结构
• 3.1.4 下部结构
• 3.1.5 主桥施工过程
• 3.2 勉县汉江大桥有限元模型的建立
• 3.3 勉县汉江大桥有限元模型的内力、应力及位移分析
• 3.3.1 施工阶段分析结构应力及位移
• 3.3.2 成桥状态下结构内力、应力及位移分析
• 3.3.3 分析汇总
• 3.4 本章小结
• 第四章 矮塔斜拉桥的合拢顺序与体系转换
• 4.1 现有矮塔斜拉桥的合拢顺序
• 4.2 建立模型
• 4.2.1 工况1中各合拢方案下结构的应力与位移分析
• 4.2.2 工况2中各合拢方案下结构的应力与位移分析
• 4.3 结果对比
• 4.3.1 应力计算结果对比
• 4.3.2 位移计算结果对比
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 结论
• 建议
• 参考文献
• 致谢