混凝土自锚式悬索桥静力性能研究

论文摘要

悬索桥是由主缆、加劲梁、主塔、吊索、鞍座、锚固构造等构件组成的柔性悬吊组合结构体系。自锚式悬索桥具有结构新颖美观、对地形地质适应性强、经济效益较好等优点,因而在国内发展较为快速。本文以在建某实桥为背景,在总结前人研究成果和各国设计经验的基础上,较为系统地对混凝土自锚式悬索桥静力性能进行了研究。首先,研究了混凝土自锚式悬索桥的分析方法,介绍悬索桥分析的主缆垂度效应、大位移效应、初始内力效应、混凝土收缩徐变、预应力损失等因素对自锚式悬索桥的非线性影响。其次,研究了主缆线形计算分析方法,主要包括如下几方面内容：主缆无应力长度计算,索鞍预偏原因及偏移量计算,空缆线形分析及索夹偏位计算,吊杆下料长度计算。然后,利用有限元软件Midas/Civil建立模型,采用有限元法计算实桥混凝土自锚式悬索桥体系,对大桥的施工过程进行“倒拆-正装”迭代计算。因为吊杆的张拉顺序及索力调整将关系到主缆、主梁的线形和全桥结构的受力性能；对吊杆的张拉方案进行了分析比较,选出最优张拉方案。最后,通过静力计算和参数分析对自锚式悬索桥静力性能进行进一步研究。参数分析研究了主缆矢跨比、加劲梁上拱度、加劲梁抗弯刚度、混凝土收缩徐变等引起的挠度、内力变化,结果表明：增大主缆矢跨比和加劲梁拱度,可以提高结构刚度,减小活载产生的内力；加劲梁的混凝土收缩徐变对结构变形和内力有较大影响,所以确定主缆空缆线形时应考虑混凝土收缩徐变的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 自锚式悬索桥的发展及应用
• 1.1.2 自锚式悬索桥的主要构造及特点
• 1.1.3 自锚式悬索桥的计算理论
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外自锚式悬索桥
• 1.2.2 国内自锚式悬索桥
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 主要研究内容
• 第二章 自锚式悬索桥非线性有限元分析方法
• 2.1 概述
• 2.2 自锚式悬索桥分析的非线性影响因素
• 2.3 自锚式悬索桥几何非线性分析方法
• 2.3.1 主缆垂度效应
• 2.3.2 结构大位移非线性效应
• 2.3.3 初始内力引起的非线性
• 2.4 混凝土收缩徐变效应分析
• 2.5 预应力损失影响分析
• 2.6 小结
• 第三章 自锚式悬索桥结构体系分析
• 3.1 概述
• 3.2 主缆线形计算分析方法
• 3.3 主缆无应力长度计算
• 3.4 索鞍预偏原因及偏移量计算
• 3.5 空缆线形分析及索夹偏位计算
• 3.6 吊杆下料长度计算
• 3.7 小结
• 第四章 混凝土自锚式悬索桥静力性能分析
• 4.1 概述
• 4.2 实桥有限元模型
• 4.3 施工过程计算分析方法研究
• 4.4 吊杆张拉方案比选
• 4.4.1 方案一:主跨吊杆从主塔向跨中逐步张拉
• 4.4.2 方案二:主跨吊杆从跨中向主塔逐步张拉
• 4.4.3 方案比选
• 4.5 主要计算结果与分析
• 4.5.1 线形测量
• 4.5.2 荷载组合作用下计算结果
• 4.6 小结
• 第五章 自锚式悬索桥结构参数分析
• 5.1 概述
• 5.2 主缆矢跨比
• 5.3 主梁上拱度
• 5.4 主梁刚度
• 5.5 混凝土收缩徐变
• 5.6 小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢