斜拉桥整体与细部受力性能研究

论文摘要

随着我国经济的发展和人们对城市景观需求的不断提高,近年来在我国一些城市开始修建斜拉桥。斜拉桥不但能够满足普通桥梁的交通功能,而且由于桥塔造型美观,更适合成为城市的标志性建筑,因此受到业主和专业设计人员的青睐,并在大型工程中得以应用。本文在理论分析的基础上,以西宁市通海路湟水河桥为工程依托,利用MIDAS/CIVIL2010有限元分析软件,在准确考虑各项材料参数,截面尺寸的基础上,建立有限元整体分析模型。在考虑了各项设计荷载的基础上,详细模拟了各施工阶段。对该异型斜拉桥,在设计荷载的组合作用下,各根索的索力,支点的支反力,截面内力,各向位移进行了详细分析,对异型斜拉桥的整体受力特点有了清楚的认识。本文还建立钢箱梁局部有限元分析模型,对钢箱梁进行了仿真分析。在设计荷载的组合作用下,对钢锚箱、钢箱梁腹板、顶板的位移；钢锚箱、钢箱梁腹板、顶板、底板及U型肋、横隔板应力进行了仿真分析,对钢箱梁的细部受力有了明确的认识。另外本文,还建立了钢锚箱有限元分析模型,在准确模拟钢锚箱边界条件及设计荷载的基础上,对钢锚箱进行了仿真分析。在设计荷载的组合作用下,对钢锚箱承压板、侧板、锚下竖向加劲板、锚下横向加劲板、端板、端板连接板、混凝土塔壁应力进行了详细分析,对钢锚箱的细部受力有了明确的认识。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 斜拉桥发展概述
• 1.2 独塔斜拉桥的发展及特点
• 1.3 斜拉桥极限承载力研究现状
• 1.3.1 国外斜拉桥极限承载力的研究
• 1.3.2 国内斜拉桥极限承载力的研究
• 1.4 论文主要研究内容
• 第二章 斜拉桥结构分析理论
• 2.1 结构非线性分析理论
• 2.1.1 几何非线性问题研究
• 2.1.2 几何非线性分析的有限元方法
• 2.2 大跨度斜拉桥几何非线性分析
• 2.2.1 斜拉索垂度产生的非线性效应
• 2.2.2 弯矩-轴力耦合产生的梁-柱效应
• 2.2.3 大变形效应
• 2.3 几何非线性有限元方程的数值解法及其应用
• 2.3.1 荷载增量法
• 2.3.2 迭代法
• 2.4 非线性分析中两个关键问题的处理
• 2.4.1 增量步长选择
• 2.4.2 收敛准则
• 2.5 索塔锚固区分析理论
• 2.5.1 矩形索塔锚固区受力特点
• 2.5.2 矩形索塔锚固区受力分析
• 2.5.3 矩形索塔锚固区水平力分配
• 2.5.4 矩形索塔锚固区混凝土应力
• 2.6 本章小结
• 第三章 斜拉桥整体分析
• 3.1 工程简介
• 3.2 计算参数
• 3.2.1 材料参数及结构尺寸特征
• 3.2.2 计算荷载
• 3.2.3 荷载组合
• 3.2.4 有限元模型概述
• 3.3 计算结果
• 3.3.1 索力
• 3.3.2 反力
• 3.3.3 内力
• 3.3.4 位移
• 3.4 本章小结
• 第四章 斜拉桥钢箱梁细部分析
• 4.1 有限元模型概述
• 4.1.1 模型概述
• 4.1.2 荷载加载
• 4.1.3 荷载组合
• 4.2 计算结果
• 4.2.1 位移
• 4.2.2 应力
• 4.3 本章小结
• 第五章 斜拉桥索塔锚固区结构受力研究
• 5.1 计算依据
• 5.2 材料参数
• 5.3 计算模型简介
• 5.3.1 模型建模简化方案
• 5.3.2 模型建模简化图例
• 5.4 钢锚箱计算结果分析
• 5.4.1 基本约定和总体结果
• 5.4.2 承压板应力分布
• 5.4.3 侧板应力分布
• 5.4.4 锚下竖向加劲板应力
• 5.4.5 锚下横向加劲板应力
• 5.4.6 端板应力
• 5.4.7 端板连接板应力
• 5.5 混凝土塔壁计算结果分析
• 5.5.1 混凝土塔壁应力分布状况
• 5.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢