单索面超宽斜拉桥支座受力状态和布置方式对结构受力性能的影响研究
支座作为桥梁体系的重要传力装置，是连接桥梁上部结构与下部结构的重要组成部分，具有将桥梁上部结构的作用力可靠地传递给桥梁下部结构的作用。与此同时，支座的各种病害也在不断威胁着桥梁结构的安全，严重情况下还会导致桥梁垮塌，造成不可挽回的后果。国家对支座不均有受力、支座脱空和不同支座间距下桥梁结构受力性能等方面的研究也都取得了新的进展，但这些研究大多只是局限于曲线梁桥、简支梁桥等简单桥型，对于不断发展的斜拉桥、悬索桥的支座研究较少，尤其是对于超宽单索面斜拉桥，车道偏载、支座脱空以及支座的布置形式都会对结构受力性能造成一定的影响。基于此，本文依托超宽单索面斜拉桥工程实例，通过有限元软件数值模拟，对车道偏载、支座脱空以及支座布置方式对斜拉桥受力性能的影响程度做出研究，从而给设计、施工以及后期的运营提供依据。本文以广东省清远市北江四桥为工程实例进行研究，具体的研究成果如下: 1、车道偏载对中跨跨中挠度和塔顶水平位移的影响很小，全桥满载使中跨跨中挠度和塔顶水平位移的数值达到最大。车道偏载下应力重分布现象不明显，但支座附近应力集中现象比较突出。 2、单支座脱空下，支反力重分布现象突出，靠近支座脱空处的支反力增加明显，中跨侧支座脱空对支反力的影响比边跨侧脱空大，边支座脱空对支反力的影响比中支座大。双支座脱空下使支座支反力变化已经超出安全承受范围，会导致支座破坏。 3、单支座脱空下中跨侧支座脱空对零号块应力重分布、中跨跨中挠度、塔顶水平位移、中跨钢箱梁弯矩内力的影响非常明显，而边跨侧支座脱空对以上因素的影响则比较小。双支座脱空下中跨钢箱梁最大最小弯矩值都有显著变化;中跨跨中挠度和塔顶水平位移增加明显，使桥梁结构变形过大;零号块应力集中现象突出，容易造成零号块局部破坏，严重影响桥梁结构的受力性能。 4、固定主墩边支座位置不变，改变中支座距中心线的距离，来研究支座布置方式对支座受力的影响。通过研究发现在边支座位置固定不变的情况下，中支座距中心线200cm时，支座受力更合理。 5、中跨跨中的竖向挠度、塔顶水平位移随着支座间距增加而增加，提升幅度平缓。 6、在边支座位置不变的情况下，中支座距桥梁中心线200cm的距离是受力最优的距离，超过200cm以后，随着间距的增加，零号块应力也随之增加，增幅曲线平缓上升;间距小于200cm的情况下，随着间距的减少，整个零号块应力也有所减少，曲线平缓下降，但支座附近的应力集中严重，对零号块的整体受力性能造成不利的影响。
斜拉桥;应力分布;车道偏载;支座脱空;支座位置
重庆交通大学
硕士
土木工程；结构工程
唐光武
2018
中文
U448.27;U441.5
87
2018-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）