济南黄河三桥索塔锚固区水平受力性能静力模型试验研究-桥梁与隧道工程专业论文.docx

A A dissertation submitted to Tongj i University in conformity with the requirements for the degree of Master of Engineering Experimental Study of horizontal behavior of the Anchorage Zone on Pylon of The Third Yellow River Bridge in Jinan School／Department：School of Civil Engineering Discipline： Civil Engineering Maj or： BridgeTunnel Engineering Candidate：Huina Zhai Supervisor：Prof．Chong Wu Lectr．Qingtian Su March，2008 学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文：学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位敝作者签名：礓趋．唧 研年3月馏日 经指导教7币lq意，本学位论文属于必威体育官网网址，在2年解密后适用 本授权书。 指导教师签名： 学位做作者签名：翟慧呵 加芎年3月】孑H №孑年3月J孑日 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、己公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位敝作者虢翟慧呵 1呀年3月l孑日 摘要摘要 摘要 摘要 本文以济南黄河三桥为背景，采用模型试验和理论研究相结合的方法，研 究了锚箱式索塔锚固结构的水平受力性能和极限承载能力。 模型试验选取斜拉索水平分力最大的索塔锚固节段，制作节段足尺模型， 通过分级加载，测试在各荷载工况下索塔混凝土、钢锚箱板件主要控制点的应 力与变形，观测索塔混凝土在不同荷载等级下的裂缝分布及裂缝宽度，测试在 斜拉索水平分力作用下剪力钉横向剪力的不均匀分布情况。最大试验荷载达到 设计值的2．4倍。 对试验模型进行有限元分析，分析时考虑混凝土开裂、钢板屈服引起的材 料非线性，研究了混凝土塔壁的开裂荷载、裂缝分布、索塔混凝土塔壁和钢锚 箱的水平力分配比例与荷载大小的关系，并将有限元分析结果和模型试验结果 进行比较，两者结果基本相同。研究结果表明，有限元分析方法可以近似的模 拟锚箱式索塔锚固结构的水平受力特性。有限元分析和模型试验结果表明，随 着荷载等级的增加，混凝土承担的水平力比例减小，钢锚箱承担的水平力比例 增大。 采用简化框架模型分析方法，研究了塔壁厚度、索塔外形尺寸、混凝土弹 性模量、混凝土开裂后刚度折减等因素对索塔锚固区的水平受力性能的影响， 对线弹性理论计算时混凝土刚度折减系数的取值进行讨论。研究表明，增加侧 板厚度、减小混凝土弹性模量、增加横桥向塔壁长度、减d,JlI页桥向塔壁长度， 可以有效降低混凝土塔壁水平方向的应力水平；混凝土塔壁厚度对混凝土塔壁 水平向应力的影响比较小。混凝土开裂后，荷载等级越大，混凝土刚度折减系 数应当越小，二者近似成线性关系。 采用简化框架模型，推导了不同破坏模态情况下索塔锚固区水平极限承载 力的计算公式。对黄河三桥索塔锚固区水平极限承载能力进行了分析，计算得 到它的水平极限承载能力达到最大设计值的3．38倍。 关键词：索塔锚固区、模型试验、有限元、框架模型、承载力 AbstractABSTRACT Abstract ABSTRACT With the background of the third Yellow River Bridge in Jinan，the static behavior and the ultimate strength of the concrete pylon with steel-anchovbox under horizontal compo