具有异型钢—混结构主塔的斜拉桥力学特性研究

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1、分类号UDC密级编号硕士学位论文具有异型钢—混结构主塔的斜拉桥力学特性研究ResearchonMechanicalBehaviorofCable-stayedBridgeofDeformedSteel-concreteStructureMainTower学位申请人：崔德永指导教师：徐红玉教授一级学科：土木工程二级学科：结构工程学位类别：工学硕士2015年04月独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他

2、人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河南科技大学或其它教育机构的其他学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：摘要摘要安徽省涡河三桥具有先进的设计理念，体现了可持续发展的思想。本工程为国内第一座水滴型钢结构主塔斜拉桥，目前国内类似形式的主塔相对较少，因此有必要对其力学性能进行深入的研究。以安徽省涡河三桥为基础，运用大型有限元软件建立整桥的实体模型和等效梁索模型，对整桥力学特性进行了深入的研究，主要研究内容和结

3、论如下：运用建立的整桥实体模型，对钢结构主塔的位移和应力进行了研究。结果表明主塔的刚度和强度满足设计要求并有一定的安全储备。运用建立的整桥等效梁索模型，通过变化恒载、高跨比和塔根无索区长度，对主塔的位移和内力进行了研究。结果表明恒载和高跨比增加时，主塔最大总位移和内力均增加；塔根无索区长度增加时对主塔受力有利；考虑到主梁受力和工程造价，高跨比和塔根无索区长度与跨度的比值应控制在合适的范围内。运用建立的整桥等效梁索模型，并对整桥施加三向地震波激励，对其动力特性进行了研究。结果表明在外界激励下主梁更容

4、易发生横桥向弯曲；主塔的纵桥向抗弯刚度大于横桥向抗弯刚度；在地震波的激励下主塔满足工程抗震要求。运用建立的整桥等效梁索模型，对结构增加辅助墩，研究了整桥的动力特性。结果表明增设辅助墩后结构刚度增加；单跨增加辅助墩时，辅助墩个数对结构振型及自振频率有一定影响，但影响较小；双跨均增加辅助墩时，辅助墩个数对结构振型及自振频率均有较大影响；实际工程中建议采用双跨均增设一对辅助墩的结构形式来加强结构的抗震性能。对主塔钢—混结合段的施工和自密实混凝土在钢—混结合段的应用进行了研究。结果表明使用自密实混凝土和合

5、适的施工技术能够解决诸如混凝土硬化时易收缩开裂等施工难题，取得了良好的工程效果。本论文采用的研究方法和结论可以为类似的工程实践提供一定的借鉴和指导。关键词：异型钢结构主塔斜拉桥；内力；位移；影响因素；动力特性；辅助墩；钢—混结合段论文类型：应用基础研究选题来源：企、事业单位委托项目IABSTRACTABSTRACTThebridgeonGuoheCityinAnhuiProvincehasadvanceddesignconceptandreflectssustainabledevelopmenti

6、deas.Thisprojectisthefirstcablestayedbridgeofdrop-shapedsteelstructuretower.Thenumberofsimilarmaintowerisrelativelyfeweratpresent,soitisnecessaryforprofoundresearchonitsmechanicalproperty.BasedonthebridgeonGuoheCityinAnhuiProvince,large-scalefiniteele

7、mentanalysissoftwarewasusedtoestablishequivalentbeam-cableandsolidmodelofthemainbridge.Mechanicalpropertyofthewholebridgewasstudied.Themainresearchcontentsandconclusionsareasfollows:Displacementandstressofsteelstructuremaintowerwerestudiedwasstudiedby

8、establishingsolidmodel.Theresultsshowthatrigidityandstrengthofthemaintowercansatisfydesignrequirementsandhavecertainsafetystock.Displacementandinternalforceofthemaintowerwerestudiedbyestablishingequivalentbeam-cablemodelofthewholebridgeandchan