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六冲河斜拉桥总体性能与主梁、索塔局部性能分析

作　者: 李斌
导　师: 盛兴旺
学　校: 中南大学
专　业: 土木工程
关键词: 斜拉桥 混凝土 肋板式主梁截面 有限元 剪力滞 有效宽度
分类号: U448.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 25次
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内容摘要


本文以在建的贵州六冲河大桥(195+438+195)m预应力混凝土斜拉桥为研究背景,基于该桥建设的需要,采用大型有限元软件,较系统地分析了混凝土主梁斜拉桥的静力、稳定、抗震性能,对索塔应力场和肋板式主梁剪力滞效应进行了较深入的研究。主要工作和成果有：1.分别采用大型桥梁分析软件和力学分析软件,建立了该桥的不同单元类型的有限元模型,以及索塔应力场和主梁剪力滞分析的局部分析模型,各模型之间的分析结果得到了相互印制,效验了各力学分析有限元模型的可靠性。2.基于该桥施工、成桥阶段的力学分析结果,按现行公路桥梁设计规范对设计结构进行了全面的评判,效验设计的合理性。3.按第一类稳定问题分析了该桥稳定性,并完成了地震作用E1作用下的时程分析,结果表明：该桥具有较好的稳定性和抗震性能。4.针对桥塔“U”形环向预应力布置,选取桥塔标准节段,进行了平面框架模型和实体模型的分析和对比研究。5.对本桥中肋板式主梁的剪力滞效应、有效宽度系数以及斜拉索索力在主梁中的传递效应等进行了较深入的探索：(1)计算出了各典型截面在恒载和全跨布载状态下桥面板中应力的分布情况,进而给出了桥面板在恒荷载作用下的剪力滞系数为1.036-1.348,对应的有效宽度系数η的取值在0.731-0.964之间。(2)在节段模型上施加单对索力以探索斜拉索纵向水平分力在主梁中的传递方式,结果表明：索力的纵向水平分力在桥面板中应力扩散角度约为30.7°。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 斜拉桥结构概述  8-11
    1.1.1 斜拉桥的发展历史  8-10
    1.1.2 斜拉桥的发展方向  10
    1.1.3 斜拉桥现阶段研究中存在的问题  10-11
  1.2 本论文工作内容  11-13
第二章 斜拉桥整体分析的有限元模型建立  13-27
  2.1 工程背景简介  13-15
    2.1.1 工程概况  13-15
    2.1.2 技术标准  15
  2.2 总体性能分析的空间杆系有限元模型  15-23
    2.2.1 材料参数和截面参数  16
    2.2.2 主梁模型  16-19
    2.2.3 桥塔模型  19
    2.2.4 拉索模型  19-20
    2.2.5 边界条件的模拟  20-21
    2.2.6 预应力的模拟  21
    2.2.7 混凝土收缩徐变及强度增长的模拟  21-22
    2.2.8 荷载组合  22-23
    2.2.9 全桥空间有限元模型  23
  2.3 梁-实体有限元模型  23-26
    2.3.1 单元类型的选用  23-25
    2.3.2 材料参数  25
    2.3.3 边界条件处理  25-26
    2.3.4 荷载加载与工况  26
    2.3.5 节点和单元划分  26
  2.4 本章小结  26-27
第三章 结构静-动力性能有限元分析  27-49
  3.1 概述  27
  3.2 施工阶段仿真分析  27-34
  3.3 承载能力计算  34-39
  3.4 持久状况正常使用极限状态计算  39-41
    3.4.1 抗裂计算  39-41
    3.4.2 刚度计算  41
  3.5 持久状况应力计算  41-43
  3.6 第一类稳定计算  43-45
  3.7 动力特性分析  45-46
  3.8 抗震时程分析  46-48
  3.9 小本章结  48-49
第四章 索塔环向预应力筋效应分析及计算模型研究  49-61
  4.1 概述  49
  4.2 索塔节段模型的选取  49
  4.3 模型的建立及加载方案  49-58
    4.3.1 实体有限元模型的建立  49-51
    4.3.2 平面框架有限元模型的建立  51
    4.3.3 计算参数及荷载  51-53
    4.3.4 计算工况  53
    4.3.5 计算分析结果  53-58
  4.4 实体模型与平面模型对比分析  58-60
  4.5 本章小结  60-61
第五章 混凝土桥面板有效宽度研究  61-74
  5.1 有效宽度的计算方法  61-62
    5.1.1 有效宽度的理论计算方法  61-62
    5.1.2 有效宽度的数值计算方法  62
  5.2 各国规范关于有效分布宽度的规定  62-64
  5.3 桥面板有效分布宽度计算  64-71
  5.4 索力在桥面板中的传递角度  71-73
  5.5 本章小节  73-74
第六章 结束语  74-76
  6.1 本文主要工作  74-75
  6.2 今后工作的方向  75-76
参考文献  76-80
致谢  80-81
硕士研究生期间发表论文及科研情况  81

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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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