【摘要】：地錨式預應力混凝土獨斜塔斜拉橋是近年來逐漸發(fā)展起來的一種新型的組合體系斜拉橋。地錨式獨斜塔斜拉橋其傾斜的塔身可以平衡主梁的一部分自重,使結構的受力更加合理,而且斜塔可以達到更好的景觀效果。然而,這種類型的橋梁施工過程的穩(wěn)定性較差,結構體系新穎,受力復雜,關于該類橋梁安全性能研究的文獻相對較少,橋梁工作者急需了解地錨式獨斜塔斜拉橋的受力特性和安全性能,因此,對該類橋梁的安全性能進行分析和研究是非常有必要的。本文以某地錨式預應力混凝土獨斜塔斜拉橋為工程背景,通過查閱大量相關文獻,對斜拉橋安全性能理論和分析方法進行了歸納和總結,采用ANAYS有限元軟件建立了該斜拉橋的實體單元模型和梁單元模型,對該斜拉橋進行數(shù)值模擬分析。本文選取最大懸臂階段和橋面二期鋪裝階段作為典型的施工階段,考慮非線性因素的影響對典型施工階段的穩(wěn)定性和極限承載力進行分析。論文研究了斜拉橋在運營階段設計荷載作用下的受力特性,并計算了不同工況作用下斜拉橋的極限承載力,分析中考慮了汽車中載和汽車偏載的影響,得出斜拉橋的不同工況作用下的安全系數(shù)和及其破壞形式。論文選取拉索斷裂、斜塔傾角、橫梁間距和結構體系作為影響因素,分析不同參數(shù)對斜拉橋極限承載力的影響。研究表明:斜拉橋在施工階段的穩(wěn)定安全系數(shù)較大,安全性能良好。運營階段在設計荷載作用下,結構的受力狀態(tài)合理。考慮汽車荷載不同的布載方式,該橋在達到極限承載力時具有較大的安全系數(shù),斜拉橋具有較大的安全儲備。背塔側的斜拉索發(fā)生斷裂對斜拉橋極限承載力的影響程度要大于主跨側斜拉索發(fā)生斷裂的情況。在原斜塔傾角基礎上,斜拉橋的極限承載力隨斜塔傾角的減小而減小,隨斜塔傾角的增大先增大后減小。橫梁間距對斜拉橋承受汽車偏載作用時的極限承載力有重要影響,對于地錨式預應力混凝土獨斜塔斜拉橋,應優(yōu)先選用剛構體系。
[Abstract]:Ground anchor prestressed concrete single inclined tower cable-stayed bridge is a new type of composite cable-stayed bridge developed gradually in recent years. The inclined tower can balance part of the weight of the main beam, make the force of the structure more reasonable, and the inclined tower can achieve better landscape effect. However, the stability of this type of bridge during the construction process is poor, the structure system is novel, the force is complex, and the literature on the safety performance of this kind of bridge is relatively few. Bridge workers urgently need to understand the mechanical characteristics and safety performance of ground-anchored single-tower cable-stayed bridge. Therefore, it is very necessary to analyze and study the safety performance of this kind of bridge. Taking a ground anchor prestressed concrete single inclined tower cable-stayed bridge as the engineering background, this paper sums up and summarizes the theory and analysis method of the safety performance of the cable-stayed bridge by consulting a large number of relevant documents. The solid element model and beam element model of the cable-stayed bridge are established by using ANAYS finite element software, and the numerical simulation of the cable-stayed bridge is carried out. In this paper, the maximum cantilever stage and the second deck paving stage are selected as the typical construction stages, and the stability and ultimate bearing capacity of the typical construction stage are analyzed considering the influence of nonlinear factors. In this paper, the stress characteristics of cable-stayed bridge under design load in operation stage are studied, and the ultimate bearing capacity of cable-stayed bridge under different working conditions is calculated. The influence of vehicle load and vehicle bias load is considered in the analysis. The safety factor and failure form of cable-stayed bridge under different working conditions are obtained. In this paper, cable fracture, inclined tower angle, beam spacing and structure system are selected as the influencing factors to analyze the influence of different parameters on the ultimate bearing capacity of cable-stayed bridge. The results show that the stable safety coefficient of cable-stayed bridge is high and the safety performance is good. In the operation stage, the stress state of the structure is reasonable under the action of design load. Considering the different distribution modes of vehicle load, the bridge has a large safety coefficient when it reaches the ultimate bearing capacity, and a large safety reserve for the cable-stayed bridge. The influence of cable fracture on the ultimate bearing capacity of cable-stayed bridge is greater than that of main span cable. The ultimate bearing capacity of the cable-stayed bridge decreases with the decrease of the inclined angle of the inclined tower, and increases first and then decreases with the increase of the inclined angle of the inclined tower. The distance between beams has an important effect on the ultimate bearing capacity of cable-stayed bridges under the action of vehicle deflection. The rigid frame system should be preferred for the single-tower prestressed concrete cable-stayed bridges with ground anchors.
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U448.27

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本文編號：2367319