单索面宽幅矮塔斜拉桥施工监控及局部应力分析研究

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宽幅箱梁矮塔斜拉桥是适应日益繁重的交通量而衍生出的新桥型,随着我国经济、科技的高质量发展,综合国力不断提升,矮塔斜拉桥在目前的桥梁建设和发展中占据较大的优势。本文依托背景工程靖远金滩黄河大桥,以斜拉索索力控制为重点对单索面宽幅矮塔斜拉桥进行了施工监控研究,以0#块和索力最大处索梁结合两个重要的局部结构分析了顶底板应力的变化规律,针对横隔梁受力的特殊性,单独研究横隔梁的理论计算和应力分析。0#块作为全桥最复杂的受力结构,斜拉索处会使箱梁产生大的应力集中,横隔梁是全桥使用效果的关键结构,决定着桥梁结构的耐久性和使用寿命,同时它也是存在质量隐患较多的结构,会给结构的强度和刚度带来不同程度的损害,故对其进行受力分析研究意义重大。本文得出的主要结论有:(1)在背景工程资料完备情况下,通过Midas Civil软件建立整体模型,通过对最主要阶段的计算分析,得出最大剪力、最大弯矩所在位置和最大应力均处于规范要求的安全状态。通过改变主要参数运行分析对应背景工程Midas Civil模型,对比应力和挠度变化情况,得出容重、索力、预应力是桥梁结构的敏感性参数,需要在施工过程中重点关注。(2)比对实测和理论成桥索力,得出等值张拉法在宽幅矮塔斜拉桥环氧涂层无粘结钢绞线索力张拉控制方面能够较好应用。主梁和主塔应力在施工控制中基本与理论相吻合,突出“四控”即索伸长量、梁体抬升量、对应主梁和主塔应力、索力测试对斜拉索索力精度的提升和控制。(3)实体单元Midas-FEA分析得出在重要施工阶段0#块顶底板均以受压为主,且横、纵向沿着支座中心线和箱梁纵向中心线呈现一定的变化规律,最大压应力和局部拉应力满足相应规范要求的极限值。索梁结合处顶板以受拉为主,底板以受压为主,最大拉压应力均满足规范要求的极限值。(4)横隔梁易使底板箱室中心处发生应力集中效应,2m、4.5m处中横隔梁对腹板处顶板的应力产生明显的影响,中跨合龙阶段顶板的压应力增加趋势小于最大悬臂阶段。通过横隔梁混凝土开裂分析研究,拉压杆模型计算分析在横隔梁受力计算上偏安全,纵向预应力作用是横隔梁主要裂缝产生的原因。
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