超宽幅中央索面pc斜拉桥施工阶段扭转稳定性分析

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1、分类号:U4410710-2015221019专业硕士学位论文超宽幅中央索面PC斜拉桥施工阶段扭转稳定性分析杨康导师姓名职称刘来君教授专业学位类别申请学位类别硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月12日学位授予单位长安大学TorsionalStabilityAnalysisofCentralCablePlanePCCable-StayedBridgewithExtraWideatConstructionStageADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterC

2、andidate：YangKangSupervisor：Prof.LiuLaijunChang’anUniversity,Xi’an,Chinaii摘要中央索面宽幅PC斜拉桥是一种新型的斜拉桥形式。具有造型美观、受力合理的显著优势，且宽幅桥面可以满足日益增长的交通量的需求，因此越来越受桥梁建设者的欢迎。但同样由于其桥面横向宽度大，主梁施工建设期间对横向不均匀荷载更为敏感。主梁悬臂施工阶段主梁刚度相对较弱，且存在多次体系转换，为整个桥梁建设与运营周期的不利阶段。同时，锚固于桥面中央的索面布置形式不能提供足够的空间扭转刚度，一般认为其扭转刚度主要由

3、主梁自身提供。这就加剧了桥梁建设期的主梁的扭转倾覆失稳风险。论文依托广东省某典型的超宽幅中央索面斜拉桥工程，针对此类桥梁整个施工建设期间的主梁扭转倾覆稳定性进行了研究。主要内容如下：1基于设计资料与现场实际情况，建立超宽幅斜拉桥施工全过程的有限元模型，并计算出了整个施工建设期间施工偏载、断索作用的最不利阶段。2量化了偏载作用下斜拉索与主梁各自对于抵抗扭转的贡献，最大单双悬臂状态偏载作用下，主梁的抵抗扭矩均为斜拉索抵抗扭矩的3.5倍以上，印证了中央索面斜拉桥抗扭刚度主要由主梁提供的结论。更清楚的揭示了宽幅斜拉桥抵抗扭转的机理。3针对上述最不利阶段

4、，建立多个工况，研究施工偏载与断索作用下结构的变形与受力特征，对比分析横向偏载与断索对结构变形与内力的影响。偏载作用下主梁仍以弯曲为主要变形，未出现支座负反力，结构弹性稳定系数大于4，扭转效应并不影响整体受力性能。但单根断索作用下，结构弹性稳定系数为3.77，不满足规范中大于4的要求，抗扭稳定性不足。4对斜拉索横向索距与钢管桩构造进行参数化分析，研究了其在施工阶段对于结构的抗扭与稳定性的影响。临时固结钢管桩对于增大主梁悬臂施工期间的扭转稳定性具有重要所用，适当增大钢管桩布置的横向和纵向距离可以提高其效用。关键词：宽幅斜拉桥，中央索面，施工阶段，

5、抗扭性能，稳定分析IAbstractThecentralcable-stayedPCbridgeisanewtypeofcable-stayedbridge.Withtheoutstandingadvantagesofattractiveappearanceandreasonableforce,andthewidebridgedeckcanmeettheincreasingtrafficdemand,itisincreasinglywelcomedbybridgebuilders.However,duetothelargelateralwidt

6、hofthedeck,themainbeamismoresensitivetolaterallyunevenloadsduringconstruction.Inthecantileverconstructionphaseofthemainbeam,thestiffnessofthemainbeamisrelativelyweak,andtherearemanysystemtransitions,whichisanunfavorablephaseofthebridgeconstructionandoperationcycle.Atthesamet

7、ime,thelayoutofthecablesurfaceinthecenteroftheanchordeckcannotprovideenoughtorsionalstiffness.Itisgenerallybelievedthatthetorsionalstiffnessismostlyprovidedbythemainbeamitself.Thisexacerbatestheriskoftorsionaloverturningofthemaingirderduringthebridgeconstructionperiod.Thepap

8、erreliesonatypicalsuper-widecentralcable-stayedcable-stayedbridgeprojectinG