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斜拉桥有限元分析

毕丽媛  
【摘要】:多塔斜拉桥是一种非常规的桥梁结构形式,其在施工过程中发生多次体系转换。多塔斜拉桥的中塔斜拉索均布设于主跨,缺少“边跨锚索”,故中间桥塔在活载作用下受力和变形均较大,桥跨结构刚度较两塔斜拉桥差。多塔斜拉桥既能满足通航要求,又具有经济优势。所以,修建多塔斜拉桥是桥梁建设的发展趋势。本文以多塔斜拉桥为例,对斜拉桥从施工阶段到运营阶段进行了比较全面的综合有限元分析。 本论文以菏泽市长城路赵王河人行道桥为工程背景,借助有限元分析软件MIDAS/CIVIL对该桥建立有限元模型。首先,采用综合法求解并且优化该斜拉桥的合理成桥索力,并对所得结果进行相关分析,验证了该斜拉桥在最不利荷载组合作用下优化索力的合理性。接着,将所求得的合理成桥最优索力代入该桥的有限元模型中,采用倒拆—正装分析法确定长城路赵王河人行道桥的初始索力以及合理施工状态,得出该斜拉桥各个施工阶段的主梁弯矩图,分析最终成桥时索塔和主梁的弯矩图以及位移等值线图,并将最终成桥状态时索力的理论值与综合法求出的合理成桥状态索力值进行比较分析。最后,对该桥的运营阶段,进行了在人群荷载作用下的MIDAS/CIVIL软件有限元分析,得到其主梁、索塔受力分析图及位移图,从而获得该斜拉桥运营阶段的监测控制数据,对该斜拉桥工程进行评估的同时,也对该斜拉桥运营阶段的监测监控具有重要意义。 通过上述的阐述和计算,比较全面的认识和了解了斜拉桥的有限元分析的相关原理、方法等知识;并且对赵王河人行道桥进行了较全面的有限元分析,通过对结果进行比较分析得出了一些有价值的规律,这为斜拉桥的有限元研究提供了一个工程实例的分析,具有一定的参考价值,同时为长城路人行道桥的施工提供了施工控制参数的理论计算值,也为今后类似斜拉桥的设计提供了借鉴经验,存在一定的现实意义。


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