【摘要】：隨著橋梁結(jié)構(gòu)分析理論與建造工藝的進(jìn)步,異形斜拉橋憑其美觀的造型,充分體現(xiàn)時(shí)代的張力與城市的朝氣,成為城市橋梁選型中極具競(jìng)爭(zhēng)力的橋型。北京長安街西延永定河異形斜拉橋的索塔,是中國首個(gè)融合“斜、拱、扭”造型的鋼塔結(jié)構(gòu),造型復(fù)雜,施工和仿真分析難度大。該橋塔對(duì)成橋、施工狀態(tài)下內(nèi)力、變形的影響與傳統(tǒng)斜拉橋截然不同。本文基于永定河異形斜拉橋施工監(jiān)控項(xiàng)目,探究了異形鋼箱結(jié)構(gòu)仿真模擬的相關(guān)問題,基于此建立全橋模型,就異形橋塔下的成橋、施工合理狀態(tài)進(jìn)行深入研究。主要工作及成果如下:(1).基于Matlab平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了異形索塔節(jié)點(diǎn)、單元的自動(dòng)生成,提出一種BIM幾何模型快速、準(zhǔn)確轉(zhuǎn)為有限元分析模型的思路;在此基礎(chǔ)上,分別采用Ansys、MidasCivil建立板殼單元、梁?jiǎn)卧獦蛩Ｐ?驗(yàn)證了梁?jiǎn)卧陟o力方面模擬復(fù)雜鋼箱橋塔上的可靠性;最后采用Midas Civil建立全橋空間有限元模型并進(jìn)行計(jì)算分析。(2).針對(duì)成橋合理狀態(tài)問題,基于影響矩陣法和最小彎矩能量法,考慮索力約束條件、索力均勻性約束條件、塔梁位移約束條件,增加扭轉(zhuǎn)、橫偏三維約束條件,采用MATLAB求解二次規(guī)劃問題,得到異形斜拉橋的成橋優(yōu)化索力。優(yōu)化索力下的成橋內(nèi)力、位移等均優(yōu)于原設(shè)計(jì)狀態(tài),驗(yàn)證了考慮空間效應(yīng)下成橋合理狀態(tài)索力求解的可靠性。(3).針對(duì)施工合理狀態(tài)問題,傳統(tǒng)正裝倒拆法工序復(fù)雜,對(duì)涉及到多處合龍的橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算效率低下,且易發(fā)生不閉合,無應(yīng)力狀態(tài)法揭示了不閉合現(xiàn)象的本質(zhì),可以很好地模擬復(fù)雜異形結(jié)構(gòu)的施工過程。本文基于無應(yīng)力狀態(tài)法,求解了拉索無應(yīng)力索長,闡述了節(jié)段無應(yīng)力曲率下理想施工狀態(tài)與有限元施工模擬的區(qū)別并加以對(duì)比,試算了斜塔特征下塔梁節(jié)段間無應(yīng)力耦合對(duì)結(jié)構(gòu)造成的影響;最后,分析了本橋施工過程中的重難點(diǎn),考慮無應(yīng)力索長下張拉端螺母最大前進(jìn)后退量,對(duì)索塔、主梁支架拆除方案進(jìn)行優(yōu)化,在少調(diào)索的前提下安全、有效的完成拆架工作,體現(xiàn)了無應(yīng)力狀態(tài)法在異形斜拉橋施工合理狀態(tài)求解中的良好適用性。
【圖文】：

圖１－２斯特倫松德橋逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１邋－２邋Ｓｔｒｏｍｓｕｎｄ邋ｂｒｉｄｇｅ逡逑此后一百多年來，，斜拉橋發(fā)展緩慢，與之相對(duì)應(yīng)，懸索橋卻憑借其美觀的外形逡逑

圖１－５阿拉米羅大橋逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－５邋Ａｌａｍｉｌｌｏ邋ｂｒｉｄｇｅ逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U445.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2655184