多塔斜拉橋空間雙曲線超高墩索塔精細化分析及試驗.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,由于建設條件的需要及對橋梁景觀的重視,各種構(gòu)造復雜的鋼筋混凝土索塔結(jié)構(gòu)層出不窮。對于此類型索塔,傳統(tǒng)的計算分析結(jié)果與結(jié)構(gòu)真實受力狀態(tài)誤差較大,這將導致設計師對于索塔構(gòu)件的真實應力狀態(tài)認知不足,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。筆者以赤石大橋為工程背景,通過空間有限元精細化分析及試驗研究,揭示索塔結(jié)構(gòu)的實際受力特性及其應力分布規(guī)律,為今后同類型索塔的設計和施工提供

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方面的工作:
　　 (1)在參閱大量文獻的基礎上,對設計計算過程中導致鋼筋混凝土索塔開裂的可能原因進行初步分析和總結(jié),明確復雜構(gòu)造索塔計算分析過程中應注意的問題。
　　 (2)利用Midas/Civil建立全橋空間桿系有限元模型,進行整體分析后,得出索塔整體受力情況,為塔墩節(jié)段試驗的加載設計和實體有限元分析的邊界條件模擬提供了依據(jù)。
　　 (3)通過7號索

3、塔塔墩節(jié)段模型試驗,研究了塔墩節(jié)段的應力分布及受力性能;同時,對試驗模型進行了彈塑性有限元分析。試驗和計算結(jié)果對比分析表明,兩者的結(jié)構(gòu)應力、變形及裂縫分布結(jié)果均能較好的吻合。此外,試驗及有限元分析結(jié)果顯示,索塔構(gòu)造復雜的B、C橫梁區(qū)域,結(jié)構(gòu)應力復雜,水平應力較大,容易出現(xiàn)裂縫。
　　 (4)利用ANSYS進行了塔墩實體有限元精細化分析。分析結(jié)果表明,塔墩非橫梁節(jié)段縱、橫橋向應力水平均較低,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,將桿系有限元與實體有限元的計算結(jié)果進行了比較分析。分析表明,對于結(jié)構(gòu)截面正應力的計算,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),進行了橫梁節(jié)段預應力施加效應及8號索塔B橫梁預應力張拉工序的計算分析。施加效應分析表明,各橫梁構(gòu)件施加預應力后,水平應力明顯降低,最大拉應力作用下結(jié)構(gòu)裂縫寬度能夠滿足設計要求。張拉工序分析表明,按照調(diào)整后