中央索面宽幅混凝土斜拉桥抗扭性能研究

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1、分类号:U44，U4510710-2014121146硕士学位论文中央索面宽幅混凝土斜拉桥抗扭性能研究曹旭导师姓名职称刘来君教授申请学位类别工学硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2017年5月15日论文答辩日期2017年5月27日学位授予单位长安大学TheResearchontheTorsionalPropertiesofWideConcreteCable-stayedBridgewithCentralCable-planeADissertationSubmittedfortheDegreeo

2、fMasterCandidate：CaoXuSupervisor：Prof.LiuLaijunChang’anUniversity,Xi’an,China摘要中央索面宽幅混凝土斜拉桥以其优美的造型、良好的受力性能、宽阔的行车视野等优点越来越受当代设计师的青睐。随着社会的发展，交通量越来越大，产生偏载的可能性越来越高。众所周知，桥梁截面越宽，在偏载作用下结构受到的扭矩就会越大，而中央索面形式布置的斜拉索几乎不能提供有效的抗扭刚度，若主梁抗扭能力不足，则会对施工和运营安全带来极大威胁，因此对此类桥梁有必要

3、进行深入研究。本文依托一座典型的中央索面宽幅混凝土斜拉桥，利用ANSYS分析软件建立有限元模型，分别分析其成桥和施工状态下的抗扭性能，并依据本桥特征对箱室、横隔板以及辅助墩布置位置进行深入分析。具体内容如下：（1）对到目前为止中央索面宽幅混凝土的发展状况作简要介绍，总结前人做的工作贡献，在前人基础上结合本依托工程的特点，列出论文要研究的内容。（2）对成桥阶段进行抗扭性能分析，结果表明成桥阶段整体抗扭性能较强，主要表现为：偏心荷载产生的最大竖向位移是对称荷载作用下的1.31倍，支座在扭转荷载作用下都处于

4、受压状态，没有出现负反力的现象，梁体应力分布较为合理，虽然产生了扭转畸变应力，但数值较小，不影响桥梁整体受力特性。（3）从荷载产生的竖向位移、扭转角、支反力、塔偏和应力五个关键指标，分别对施工最大单悬臂和最大双悬臂状态进行抗扭性能分析，结果表明最大双悬臂状态处于施工阶段抗扭性能薄弱环节，在临时荷载偏心分布时截面的最大位移是对称分布荷载作用下的1.68倍，超过了合龙精度，对桥梁后继施工有较大影响；在偏心荷载作用下最大双悬臂状态一侧的支反力约为对称荷载作用下的1.1倍，最大单悬臂状态下为1.06倍；随着截

5、面至塔梁连接处距离的不断减小，应力值不断增大，扭转畸变效应不断降低。（4）为分析不同数目的箱室对全桥抗扭性能的影响，对比分析了截面竖向位移、扭转角和支反力三个关键指标。结果表明：在一定程度上，随着箱室的增加，同一截面各点竖向位移趋于相近，扭转角趋于相同，支反力逐渐减小。（5）为分析横隔板的布置间距对全桥抗扭性能的影响，对比分析了截面竖向位移、支反力和应力三个关键指标。结果表明：横隔板布置间距越小，截面竖向位移和支反力越大，应力有所改善。通过截面竖向位移、支反力和塔偏指标的对比分析得出辅助墩纵向位置的改

6、变对约束全桥扭转的影响不明显。关键词：斜拉桥，中央索面，宽幅，抗扭性能，参数化分析IAbstractWideconcretecable-stayedbridgewithcentralcable-planehasbeautifulshape,Goodmechanicalperformance,widedrivingfieldandotheradvantages,itwillbemoreandmorefavoredbycontemporarydesigners.Withthedevelopmentofso

7、ciety,thevolumeoftrafficisgrowing,thepossibilityofeccentricloadisgettinghigherandhigher,Itiswellknownthatthewiderthecross-sectionofthebridge,thegreaterthetorqueonthestructureunderthepartialload,andthecableintheformofthecentralcanhardlyprovideeffectiveto

8、rsionalrigidity.Ifthemainbeamisinsufficientintorsionalresistance,Theconstructionandoperationwillhaveagreatthreattosecurity,sothestudyisnecessary.Basedonatypicalwideconcretecable-stayedbridgewithcentralcable-planebridge,thispaperu