[硕士]稳定型悬索桥锚固系统设计研究及数值模拟

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内容简介

　　[硕士]稳定型悬索桥锚固系统设计研究及数值模拟　　学科专业：工程力学　　授予学位： 硕士 　　学位授予单位：昆明理工大学　　学位年度：2005　　 由于悬索桥变形大、侧向稳定性差的缺点影响其在中小跨度桥梁中的发展，针对此问题提出的稳定型悬索桥从结构上改善了一般悬索桥的稳定性。锚旋作为稳定型悬索桥的关键受力部件之一，承受着较大的主缆拉力，并通过锚固系统传给地基，而桥墩主要作用在于将桥塔的压力和反张索传来的拉力在桥墩内部扩散进而传给地基。它们的正常工作才使得桥梁安全正常地运营。　　 本文以某稳定型悬索桥锚旋和桥墩设计与数值模拟为背景，主要工作如下:　　 1.综述了中外悬索桥发展的历程以及锚旋建设和设计的基本概况，介绍了稳定型悬索桥与一般悬索桥的区别和联系。　　 2.根据稳定型悬索桥受力特点及锚固要求，首要的任务是选取适当的锚固形式和可靠的锚固系统，然后是拟定合理的尺寸。　　 3.本文锚旋形式采用重力式锚锭，故以重力式锚旋为研究重点，论述了在锚碳结构中承担传递主缆拉力的锚固系统，就目前广泛采用的预应力锚固系统的设计提出其关键影响因素是主缆转角、散索鞍与前锚面之间的距离、前锚面和后锚面之间的距离。得出了锚旋尺寸主要取决于主缆拉力的大小，合理的锚锭结构要能给预应力锚固系统提供足够的工作空间。　　 对于锚固反张索的桥墩的设计主要是锚杆的设计，它的主要内容包括锚杆的传力机理、锚固长度的计算以及承载力的确定。　　 4在锚旋结构形式、锚固系统和锚旋尺寸确定后，锚旋的结构受力是设计的关键。本文稳定型悬索桥结构受力分析从整体稳定分析、局部空间有限元位移和应力分析两个方面着手。　　 5.从有限元理论着手，阐述了锚旋大体积钢筋混凝土结构的有限元理论:对混凝土的破坏准则、本构关系的选用、钢筋的本构关系进行了分析。　　 锚旋大体积混凝土结构有限元分析采用整体式分析模型，而对桥墩的有限元分析则采取整体和分离式相结合的计算方法，锚杆模型的建立采用分离式，桥墩的其它钢筋混凝土部分采用整体式分析模型。　　 为了证明采用整体式有限元模型的可行性和正确性，以钢筋混凝土简支梁为例，利用分离式模型和整体式模型之间的等价性，说明了采用整体式模型分析锚固系统是可行的。　　 6.在对锚旋和桥墩的局部空间应力和位移作有限元分析时，借助大型通用有限元软ANSYS}建立了它们的有限元模型。　　 结果分析时，对锚旋在各个载荷工况下的位移和应力进行了数值计算;并对带反张索和不带反张索桥墩的应力和位移计算结果作了比较。最后，通过对计算结果的分析，得出了一些结论，并提出了一些参考性的建议。

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