異型斜拉橋索塔受力性能分析

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1、學(xué)校代號(hào)10532學(xué)號(hào)S1301W1039分類號(hào)TU378密級(jí)公開工程碩士學(xué)位論文異型斜拉橋索塔受力性能分析學(xué)位申請(qǐng)人姓名吳新明培養(yǎng)單位湖南大學(xué)導(dǎo)師姓名及職稱金波副教授郭鑫高工學(xué)科專業(yè)建筑與土木工程研究方向結(jié)構(gòu)計(jì)算論文提交日期2015年5月28日學(xué)校代號(hào)：10532學(xué)號(hào)：S1301W1039密級(jí)：公開湖南大學(xué)工程碩士學(xué)位論文異型斜拉橋索塔受力性能分析學(xué)位申請(qǐng)人姓名：吳新明導(dǎo)師姓名及職稱：金波副教授郭鑫高工培養(yǎng)單位：湖南大學(xué)專業(yè)名稱：建筑與土木工程論文提交日期：2015年5月28日論文答辯日期：2015

2、年5月31日答辯委員會(huì)主席：方志教授2Mechanicalbehavioranalysisofabnormalshapedcable-stayedbridgepylonbyWUXinmingB.E.(HunanCityUniversity)2013AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinArchitecturalandCivilEngineeringintheGra

3、duateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorJINBoMay,2015湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加Ｗ標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中Ｗ明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。口作者簽名：貝曰期：年合月曰＾著）ｇ子學(xué)

4、位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保，允許論文被查閱和借閱留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。本人授權(quán)湖南大學(xué)可將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于１、。保密□，在年解密后適用本授權(quán)書２、不保密囚。＂＂（請(qǐng)?jiān)谏舷鄳?yīng)方框內(nèi)打Ｖ）：作者簽名：異新崎曰期年〇知令曰Ｔ導(dǎo)師簽名；日期；之。少年＾月兮日巧碎扛異型斜拉橋

5、索塔受力性能分析摘要索塔在斜拉橋的整體安全方面起著至關(guān)重要的作用。本文是以擬建的益陽大橋?yàn)楣こ瘫尘?，其索塔為?dú)特的無上橫梁異型空間索塔，塔身截面尺寸從上至下變化非常明顯，導(dǎo)致整個(gè)索塔的受力為復(fù)雜的大偏心受壓。其中索塔錨固區(qū)在斜拉索和環(huán)向預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)的共同作用下，受力和構(gòu)造更為復(fù)雜，是整個(gè)斜拉橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部位?；谠O(shè)計(jì)的需要，在全橋整體靜力分析的基礎(chǔ)上，采用有限元軟件ANSYS對(duì)益陽大橋索塔錨固區(qū)進(jìn)行詳盡的空間應(yīng)力分析，并著重對(duì)索塔錨固區(qū)中的環(huán)向預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)進(jìn)行研究。本文做的主要工作以及取得的主要成

6、果如下：（1）查閱相關(guān)文獻(xiàn),了解斜拉橋索塔的形式以及索塔錨固區(qū)的各種錨固系統(tǒng)及它們各自的優(yōu)缺點(diǎn),著重掌握預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)的特性與目前的研究動(dòng)態(tài)；（2）利用橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件MIDAS/CIVIL對(duì)益陽大橋建立整體模型，著重研究了益陽大橋索塔受整體收縮徐變和溫度作用的影響以及索塔在多種荷載組合下的受力和位移；（3）對(duì)益陽大橋索塔錨固區(qū)選取斜拉索索力最大的三個(gè)節(jié)段進(jìn)行分析，全面研究了索塔三節(jié)段模型在三個(gè)不同工況下的應(yīng)力分布，有規(guī)則的選取若干節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力繪制曲線圖。發(fā)現(xiàn)在斜拉索孔道、預(yù)應(yīng)力鋼束錨固點(diǎn)、鋼墊板與混凝

7、土齒塊交界處、兩個(gè)方向塔壁交界處拐角部分以及預(yù)應(yīng)力筋孔道拐角等處有明顯應(yīng)力集中，應(yīng)力分布特點(diǎn)與以往同類型橋梁索塔錨固區(qū)節(jié)段的研究結(jié)果一致；（4）在索塔三節(jié)段模型應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上，簡化三節(jié)段模型為兩個(gè)節(jié)段，比較了在橫橋向U型預(yù)應(yīng)力體系、順橋向U型預(yù)應(yīng)力體系和井字型預(yù)應(yīng)力體系三種布置形式下索塔兩節(jié)段模型的受力情況，結(jié)合實(shí)際工程總結(jié)出橫橋向U型預(yù)應(yīng)力體系為最合理的布置形式；（5）對(duì)索塔兩節(jié)段模型與預(yù)應(yīng)力鋼束有關(guān)的參數(shù)（鋼筋用量，鋼束位置）進(jìn)行分析，選擇合適的應(yīng)力控制點(diǎn)，觀察在參數(shù)的變化過程中應(yīng)力控制點(diǎn)應(yīng)力數(shù)

8、值的變化，優(yōu)化環(huán)向預(yù)應(yīng)力布置方式；加細(xì)部構(gòu)造措施，解決了索塔兩節(jié)段模型局部應(yīng)力集中過大和索塔兩個(gè)方向塔壁中預(yù)應(yīng)力儲(chǔ)備不一致的問題。本文結(jié)論可對(duì)益陽大橋索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)和施工提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：斜拉橋；索塔；索塔錨固區(qū)；環(huán)向預(yù)應(yīng)力；有限元；參數(shù)分析II工程碩士學(xué)位論文AbstractThePylonanchoragezoneplaysavitalroleintheoverallsecurityofstayed-cablebridge.Thisthesist