槽型断面独塔斜拉桥塔梁固结区应力分析

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1、中图分类号堕2垒UDC624硕士学位论文学校代码!Q5圣圣密级公珏槽型断面独塔斜拉桥塔梁固结区应力分析Tower-Beam—PierStressAnalysisofSingle-TowerCable-StayedBridgewithU·-ShapedSection作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：江荣丰工程硕，士建筑与土木工程土木工程学院戴公连教授敝答辩日期一7,,ot3．x．答辩委员会主席强彬中南大学2013年5月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以

2、标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。7‘

3、日期：丛年』月兰日槽型断面独塔斜拉桥塔梁固结区应力分析摘要：随着我国高速铁路事业的进一步发展，高速铁路线与其他交通线纵横交错。为跨越山川河谷及既有线，越来越多的斜拉桥被应用于高速铁路。为提高斜拉桥抗弯刚度、限制桥梁纵向位移、减小桥上无缝线路纵向力，斜拉桥常采用塔、梁、墩刚接的刚构体系。塔、梁和墩连接节点的工作状况直接影响斜拉桥的整体刚度和稳定性，该节点一旦发生破坏，将导致斜拉桥整体结构的失效，产生灾难性的后果。在恒载、活载和温度作用下，该节点受力情况极为复杂。因此，有必要对高速铁路斜拉桥塔梁墩固结节点的应力分布情况进行有限元分析，针对其薄弱环节，提出

4、改进措施。本文将以沪昆客运专线联络线上某(32+80+112)m槽型截面独塔斜拉桥作为工程背景。该桥具有以下两个主要特点：①为减少施工过程对桥下高铁线路的影响，采用转体施工方案。转体完成后，塔梁刚性连接以增大桥梁纵向刚度。②为增大斜拉桥抗扭刚度、节约净空和规避高压电缆，同时为了防止道砟掉落至桥下高铁线路，主梁采用预应力混凝土槽型断面。本文的主要工作包括：(1)以本槽形断面独塔斜拉桥的设计过程为主线，探讨了斜拉桥截面形式、梁宽梁高的比选过程、不同结构体系、斜拉索的选材的优劣。(2)对局部应力分析方法及研究现状进行综述。建立了槽型断面独塔斜拉桥整体模型，

5、得到力和变形的边界条件，为局部应力分析提供科学依据。(3)建立高速铁路槽型断面独塔斜拉桥塔梁墩节点三维实体有限元模型，采用子模型法模拟力和变形的边界条件，通过等效荷载模拟预应力效应。(4)通过修改边界条件来模拟施工过程最大悬臂阶段、运营过程中最不利荷载组合作用下固结区应力的分布情况，寻找应力集中部位。针对应力集中区域，提出结构优化措施。图47幅，表8个，参考文献67篇。关键词：高速铁路；桥梁工程；斜拉桥；节点分析；应力集中分类号：U24IITower-Beam--PierStressAnalysisofSingle-·TowerCable·-Stay

6、edBridgewithU—ShapedSectionAbstract：WiththefurtherdevelopmentofChina’Shigh—speedrailway,bothhigh·speedrailwaylinesandothercommunicationlineswerecriss．CROSS．Inordertocrossthemountainsandrivervalleysandtheexistingline，moreandmorecable-stayedbridgeswereappliedinhigh—speedrailway．T

7、oimprovetheflexuralrigidityofthecable—stayedbridge，limitthelongitudinaldisplacementandreducetheCWRlongitudinalforceonthebridge，thetower—beam—pierrigidframesystemwasoftenusedinthecable—stayedbridge．Theworkingconditionoftower-beam—piernodedirectlyaffectedtheoverallstiffnessandsta

8、bilityofthecable—stayedbridge．Thenodefailurewouldresul