文档介绍：分类号学号 532400200678676
学校代码 10487 密级
博士学位论文
斜拉桥异形截面预应力混凝土
索塔锚固区受力性能研究
学位申请人: 李跃
学科专业: 结构工程
指导教师: 朱宏平教授
答辩日期:
A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Doctor of Philosophy in Engineering
Mechanical Behavior Research of Abnormal Shaped
Anchorage Zone of Cable-stayed Bridge Pylon
Candidate : Li Yue
Major : Structural Engineering
Supervisor : Prof. Zhu Hongping
Huazhong University of Science and Technology
Wuhan 430074,
September, 2011
独创性声明
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究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或
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学位论文作者签名:
日期: 年月日
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保密□,在_____年解密后适用本授权书。
不保密□。
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学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
华中科技大学博士学位论文
摘要
斜拉桥主塔索塔锚固区是斜拉桥的关键部位,斜拉桥索塔锚固区受力性能的分
析一直以来都是桥梁研究领域的热点。虽然近几年来,国内外针对斜拉桥索塔锚固
区积累了不少的研究成果,这些研究成果对斜拉桥的设计、建造都具有一定的参考
价值。但我们也注意到目前针对斜拉桥索塔锚固区的研究还存在一些不足和亟待解
决的问题,例如:针对异形截面索塔的研究成果很少;计算机分析通常采用基于线
弹性理论的有限元方法;未考虑收缩、徐变等混凝土的长期效应因素;索塔锚固区
设计与优化方法的研究资料很少,等等。因此,探讨和揭示具有复杂形状截面的索
塔锚固区的受力性能和优化设计方法就显得尤为必要,具有重要的实践指导意义。
本文以马岭河特大桥为工程背景,以索塔锚固区足尺模型试验为基础,结合空
间有限元仿真分析、STM(拉-压杆模型)分析方法以及数学规划法等结构力学与优
化分析方法,对索塔截面形式采用非双轴对称六边形的这一类预应力混凝土异形截
面索塔锚固区,展开相关问题研究。研究内容分为:索塔锚固区足尺模型试验研究、
索塔锚固区整体分析研究、异形截面索塔锚固区优化设计研究和索塔锚固区日照温
度场及应力分析研究四个部分,共 6 章。主要研究成果如下:
(1)索塔锚固区足尺模型试验与有限元计算分析均表明:马岭河特大桥异形截
面索塔的“连接部位外侧”以及“折线型长边内侧转角”两个区域是索塔结构的易
裂区域,应注意加强该两区域的配筋构造;折线型长边的抗裂能力要低于直线型长
边,折线型长边由于截面的局部削弱,使得外侧压应力分布发生变化,在中部受压
显著;在混凝土未开裂前,测点荷载与应力保持较好的线性关系,实测应力值和有
限元计算值基本吻合,说明所建有限元模型具有较好的准确性;索塔模型的抗裂安
全系数不低于 ,破坏安全系数不低于 ,结构有足够的安全储备。
(2)整体模型与节段模型的有限元对比分析表明:在设计索力作用下,整体模
型与节段模型在相应节段位置的应力分布大体一致,说明节段模型的理论分析是正
确的,节段模型的选取以及边界条件的处理是可行的;在预应力钢筋锚固端靠近长