多塔斜拉橋空間雙曲線超高墩索塔精細(xì)化分析及試驗(yàn).pdf

1、在寬闊高深的峽谷、海灣地區(qū)修建具有超高墩索塔的多跨斜拉橋時(shí),由于建設(shè)條件的需要及對(duì)橋梁景觀的重視,各種構(gòu)造復(fù)雜的鋼筋混凝土索塔結(jié)構(gòu)層出不窮。對(duì)于此類型索塔,傳統(tǒng)的計(jì)算分析結(jié)果與結(jié)構(gòu)真實(shí)受力狀態(tài)誤差較大,這將導(dǎo)致設(shè)計(jì)師對(duì)于索塔構(gòu)件的真實(shí)應(yīng)力狀態(tài)認(rèn)知不足,最終可能造成鋼筋配置不合理而使其出現(xiàn)各種受力裂縫。筆者以赤石大橋?yàn)楣こ瘫尘?通過空間有限元精細(xì)化分析及試驗(yàn)研究,揭示索塔結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力特性及其應(yīng)力分布規(guī)律,為今后同類型索塔的設(shè)計(jì)和施工提供

2、有益的建議,以保證結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性,具體開展了以下幾個(gè)方面的工作:
　　 (1)在參閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算過程中導(dǎo)致鋼筋混凝土索塔開裂的可能原因進(jìn)行初步分析和總結(jié),明確復(fù)雜構(gòu)造索塔計(jì)算分析過程中應(yīng)注意的問題。
　　 (2)利用Midas/Civil建立全橋空間桿系有限元模型,進(jìn)行整體分析后,得出索塔整體受力情況,為塔墩節(jié)段試驗(yàn)的加載設(shè)計(jì)和實(shí)體有限元分析的邊界條件模擬提供了依據(jù)。
　　 (3)通過7號(hào)索

3、塔塔墩節(jié)段模型試驗(yàn),研究了塔墩節(jié)段的應(yīng)力分布及受力性能;同時(shí),對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行了彈塑性有限元分析。試驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析表明,兩者的結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形及裂縫分布結(jié)果均能較好的吻合。此外,試驗(yàn)及有限元分析結(jié)果顯示,索塔構(gòu)造復(fù)雜的B、C橫梁區(qū)域,結(jié)構(gòu)應(yīng)力復(fù)雜,水平應(yīng)力較大,容易出現(xiàn)裂縫。
　　 (4)利用ANSYS進(jìn)行了塔墩實(shí)體有限元精細(xì)化分析。分析結(jié)果表明,塔墩非橫梁節(jié)段縱、橫橋向應(yīng)力水平均較低,僅在雙肢節(jié)段塔墩內(nèi)壁倒角處的局部區(qū)域存在

4、較大的順橋向拉應(yīng)力,必須加密水平鋼筋配置以避免受力裂縫的出現(xiàn)。此外,將桿系有限元與實(shí)體有限元的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較分析。分析表明,對(duì)于結(jié)構(gòu)截面正應(yīng)力的計(jì)算,前者仍然是適用的,但結(jié)果稍微偏于不安全。
　　 (5)利用子模型分析技術(shù),進(jìn)行了橫梁節(jié)段預(yù)應(yīng)力施加效應(yīng)及8號(hào)索塔B橫梁預(yù)應(yīng)力張拉工序的計(jì)算分析。施加效應(yīng)分析表明,各橫梁構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力后,水平應(yīng)力明顯降低,最大拉應(yīng)力作用下結(jié)構(gòu)裂縫寬度能夠滿足設(shè)計(jì)要求。張拉工序分析表明,按照調(diào)整后