公轨两用斜拉桥耳板式索梁锚固结构静力性能研究

作     者：黄建初 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周绪红;狄谨

授予年度：2013年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：公轨两用斜拉桥 耳板式索梁锚固结构 有限元方法 传力机理 极限承载力 参数分析 

摘      要：本文以重庆红岩村嘉陵江公轨两用桁架斜拉桥为工程背景，在查阅国内外相关文献资料基础上，通过数值有限元分析，对耳板式索梁锚固结构建立局部空间有限元模型。研究斜拉索最大索力、最大水平分力、最大竖向分力所对应的锚固结构在成桥恒载索力和运营设计索力作用下，锚固区各板件的应力分布和位移分布规律，并对锚固结构的传力机理、破坏特性以及极限承载力进行研究。本文主要研究内容如下： 1、对索梁锚固结构的发展和应用进行概述，探讨了索梁锚固结构的研究现状及存在的问题，并总结了索梁锚固结构的主要形式和设计原则。 2、对耳板式索梁锚固结构的构造特点及其受力特点进行总结，介绍了耳板式索梁锚固结构的三种分析方法，并对各国规范关于销轴连接结构的相关规定进行对比总结。 3、通过有限元模拟，分析结构在成桥恒载索力和运营设计索力两种荷载作用下，斜拉索最大索力、最大水平分力、最大竖向分力对应的锚固区域板件的应力分布和位移分布规律，对每个锚固结构的板件安全储备进行评价，同时对销轴与耳板的接触特性进行分析，最后对锚固结构的传力机理进行研究。结果表明，锚箱板件传力顺畅可靠，但板件对索力的分配不均匀，上横向连接板安全储备偏低。 4、采用非线性有限元分析法对耳板式索梁锚固结构进行极限承载力分析，研究其破坏机理，给出锚固结构极限承载力，追踪锚固区主要板件应力、位移随荷载变化规律，探讨锚箱板件对索力分配随荷载变化规律。 5、为了进一步了解锚箱板件对锚固结构受力性能的影响，对其进行参数敏感性分析，研究锚箱板件厚度变化对锚固区板件应力和索力分配的影响。结果表明，锚箱板件厚度变化对改善板件应力有较好效果，但对索力分配影响不大。