超大跨度斜拉桥索塔受力分析与施工控制

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1、长沙理工大学硕士学位论文超大跨度斜拉桥索塔受力分析与施工控制姓名：吴溉原申请学位级别：硕士专业：桥梁与隧道工程指导教师：颜东煌;陈常松20090401摘要斜拉桥是一种高次超静定的复杂结构，索塔是主要的承重构件，斜拉桥的活载和恒载几乎全通过索塔传递到下部的塔墩和基础。大跨度斜拉桥索塔是控制设计和施工的关键部位。考虑到索塔混凝土材料的弹塑性、时变效应，以及索塔受风力、斜拉索大吨位拉力等外力作用，索塔受力相当复杂，并且变形和应力分布具有明显的空问性。因此，本文以荆岳长江公路大桥为工程背景，对索塔进行详尽的计算分析。首先采用BDCMS桥梁计算软件对荆岳长江大桥斜拉桥进行有限元正装迭代计算

2、，得到整体结构的受力情况和位移状况，同时得出合理成桥状态下的斜拉索索力、下横梁支反力及索塔的内力、应力、位移。然后利用大型通用软件MIDAS建立荆岳桥北索塔分节段施工模型，按照不同的荷载工况对荆岳桥北索塔进行了计算分析。其中包括索塔在静风荷载作用下的分析，在温度荷载作用下的分析，索塔的横向不均匀沉降分析以及索塔的稳定分析。其次研究索塔结构的时变效应，论述了收缩徐变理论及其计算方法，分析了混凝土收缩徐变效应对索塔结构产生的影响；比较了我国公路新旧桥梁设计规范在徐变计算方面的不同点，分析不同收缩徐变计算模型、不同的计算终止时间以及不同的混凝土构件加载龄期对索塔竖向位移的影响。最后，对

3、荆岳长江公路大桥索塔进行了施工阶段的仿真分析，针对超大跨度斜拉桥索塔施工控制中所需的一些主要数据进行了计算，提出了用于索塔施工控制的主要参数，并根据实际情况给出施工控制修正量。整个计算分析为超大跨度斜拉桥索塔的设计与施工提供参考依据。关键词：斜拉桥；索塔；受力分析；收缩徐变；施工控制ABSTRACTCable—stayedbridgeisacomplicatedstructureofhighorderstaticallyindeterminate，andpylontoweristhemainsupportingmemberwhichbearspressureinit．AIloft

4、hedeadlcadandlivelcadaretransferredtosubstructureandfoundationbypylontower．Thecablepylontowerisakeypartforcontronllingthedesignandconstructionofthelongspancable-stayedbridge．Inconsiderationofelastic·plasticmaterials，time-varyingeffectsoftheconcretepylontower，aswellasthewindforceandlarge—tonna

5、gecableexternalforceactingonthepylontower,wedrawaconclusionthatthestrengthstateonthepylonisverycomplicated，andthatdeformationandstressdistributionhasobviousspatiality．Therefore，basedontheprojectofJing·YueYangtzeRiverHighwayBridge，thispapercarryoutanexhaustivecalculationandanalysisofthepylonto

6、wer．Thispapermakesafiniteelementforward·iterationcalculationontheprojectofJing-YueYangtzeRiverHighwayBridgebyadoptingtheBDCMS(BridgeDesignandConstructionSystem)program，thenthestresssituationandthedisplace—mentconditionofoverallconstructionareobtained．Meanwhile，thecableforceandlowercrossbeamsu

7、pportreactionforceinreasonablefinishedstateaswellasthepyloninternalforce，stressanddisplacementareobtained．Secondlytheprogram-MIDASisusedtoestablishasegmentconstructionmodelofthecablepylon，andthesimulationanalysisunderdifferentloadconditionson