重庆涪陵乌江大桥支座受力分析及辅助墩优化设计

摘要

虽然支座在桥梁建设的造价中所占比例很小，但是其重要性不言而喻。支座分为固定支座、单向活动支座及双向活动，支座重庆涪陵乌江大桥支座由过渡墩支座、辅助墩支座及主墩支座组成。支座反力大小由恒载、活载以及温度等其它附加因素决定。斜拉桥合理成桥状态有一组最优索力使主梁、主塔受力最佳，与之相对应的成桥状态支座反力共同平衡主梁重量，同时考虑支座反力影响线在最不利汽车活载作用下求出的反力最大值，加上温度、墩身沉降等因素最不利条件下的支座反力变化值，按照效应的标准值组合确定支座反力的设计值，并兼顾支座纵向位移值、横向位移值，从而进行支座的设计。本文对支座的受力以及辅助墩对斜拉桥受力性能的影响进行分析，以重庆涪陵乌江大桥为研究背景，主要工作内容如下:
　　1)本文用分步算法确定重庆涪陵乌江大桥的合理成桥状态，研究合理成桥状态下以及活载作用下的支座受力，综合温度、支座沉降等附加因素造成的支座反力变化，按照效应的标准值组合确定支座反力的设计值，为以后支座的选用提供参考。
　　2)阐述混凝土的温度效应理论，利用有限元分析软件Midas\Civil计算了温度效应（体系温差、索梁温差、索塔温差、温度梯度、支座安装温度以及合龙温度）对重庆涪丰石高速乌江大桥支座受力及纵桥向位移的影响，分析了影响乌江大桥拉压支座受力的最不利温度荷载组合，并对影响辅助墩、过渡墩支座受力大小的温度荷载进行排序，针对支座安装以及合龙温度提出了相关建议;
　　3)分析混凝土容重、索力误差、活载、二期恒载、墩身沉降等因素对乌江大桥拉压支座的受力影响，并对过渡墩、辅助墩上压重横梁进行优化设计，确保支座处于合理的受力状态，针对支座受力及支座处主梁纵向位移寻找出其中规律并提出相关建议;
　　4)探讨辅助墩对斜拉桥主梁应力、主梁竖向变形、索塔弯矩和拉索应力的影响，对辅助墩合理数量进行研究，通过比较不同的方案分析辅助墩的最优位置，得出相关结论，为今后斜拉桥辅助墩的设计、分析提供参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 桥梁支座概述

1．1．1 桥梁支座的发展

1．1．2 桥梁支座的作用

1．1．3 桥梁支座的分类

1．2 支座的设计特点

1．2．1 受力分析

1．2．2 位移分析

1．2．3 强度刚度校核

1．2．4 稳定性校核

1．3 支座的研究现状

1．4 问题的提出及意义

1．5 本文的主要内容

第二章 涪陵乌江大桥恒载和活载作用下支座反力的确定

2．1 概况

2．1．1 工程背景

2．1．2 有限元建模

2．2 合理成桥状态下支座反力的确定

2．2．1 合理成桥状态确定的基本步骤

2．2．2 乌江大桥合理成桥状态的确定

2．2．3 乌江大桥合理成桥状态下的支座反力

2．3 活载作用下支座反力的确定

2．4 本章小结

第三章 涪陵乌江大桥支座受力分析

3．1 混凝土的温度效应理论

3．1．1 温度荷载的分类和特点

3．1．2 混凝土的热物理性能

3．1．3 国内外设计规范对温度梯度的规定

3．2 温度效应对支座作用的有限元分析

3．2．1 体系温差

3．2．2 温度梯度

3．2．3 索梁、索塔温差

3．3 支座安装温度影响分析

3．4 合龙温度影响分析

3．5 混凝土容重对支座受力的影晌

3．6 上辅助墩支座后索力对支座受力的影响

3．7 辅助墩、过渡墩上压重横梁优化设计

3．8 二期恒载对支座受力的影响

3．9 活载对支座受力的影响

3．10 墩身沉降对支座受力的影响

3．11 重庆涪陵乌江大桥支座反力的组合

3．12 本章小结

第四章 成桥状态的辅助墩优化分析

4．1 概述

4．2 结构的计算模型

4．3 辅助墩合理数量的确定

4．3．1 辅助墩对主梁应力的影响

4．3．2 辅助墩对索塔弯矩的影响

4．3．3 辅助墩对主梁竖向变形的影响

4．3．4 辅助墩对拉索应力的影响

4．4 辅助墩合理位置的确定

4．5 本章小结

结论与展望

主要结论

展望

参考文献

致谢

附录 (攻读学位期间参与科研和发表论文情况)