学校代号! 堕3 分类号型4 塑学号一一Q 2 鲤2 1 箜 密级一一卫沙形歹文乎硕士学位论文独塔斜拉桥静力分析及整体稳定性研究学位甲请人姓名垄堑筮 培养单位篮塞生结捡王捏堂喧导师姓名及职称奎垡丑( 煎攫21 扬差睦( 副麴援2 学科专业叠鎏生隧道王猩 研究方向叠鎏缉捡鲍逝堡迨：堑挂查! 堑工苎论文提交E t 期2 Q ! 生3 旦Q 口摘要独塔斜拉桥一般分为两跨对称式和两跨不对称式两种，实际工程中由于地质、地形、水文等情况，往往采用两跨不对称形式。独塔不对称斜拉桥由于其不对称性，使得其合理成桥状态和合理施工状态的确定显得更为复杂。株洲建宁大桥是我国最大跨度( 主跨2 4 0 米) 的独塔不对称单索面P C 斜拉桥，稳定问题也比较突出。对建宁大桥的合理成桥状态、合理施工状态及整体稳定性这三方面内容进行研究具有重要意义。斜拉桥的静力分析计算一般分两步进行：合理成桥状态的确定和合理施工状态的确定。本文首先应用最小弯曲能量法、应力平衡法及最小二乘法相结合的综合法，以主梁上、下缘应力为控制目标，以调整索力为手段，综合考虑恒载、活载及预应力等因素的影响，成功地确定了建宁大桥的合理成桥状态。旆工过程斜拉索张拉力的计算是确定合理施工状态的关键内容。本文提出了“基于前进分析的两步到位法”，并基于这种索力形成方法，成功地确定了建宁大桥的合理施工状态。此方法实质为基于前进分析的不断优化索力的试算法，大致思路是悬臂施工时斜拉索只张拉一次，“以严格保证施工过程主梁受力安全”为索力控制原则；主跨合龙后，通过二次索力优化模型，应用最小二乘法原理，进行一次全桥范围内的索力调整，既能保证施工过程结构受力安全，又能实现预想的合理成桥状态。论文对斜拉桥第一、二类稳定问题的有限元分析方法进行了阐述，探讨了评价斜拉桥稳定性的两类指标。熟悉了通用有限元软件在斜拉桥稳定性分析中的应用。应用空间有限元软件A N S Y S ，对建宁大桥的施工阶段和成桥阶段的典型工况进行了线性、非线性稳定性分析。根据计算结果，评价了该桥的整体稳定性，指出了各典型工况的失稳类型和考虑各种非线性影响后的最可能破坏形式。关键诃：独塔斜拉桥；合理成桥状态；合理施工状态；整体稳定性；有限元方法A B S T R A C TT h ec a b l e s t a y e db r i d g ew i t hs i n g l et o w e ru s u a l l yi n c l u d e st w ot y p e s ：b i l a t e r a ls y m m e t r ya n db i l a t e r a la s y m m e t r y ，I nf a c t ，c o n s i d e r i n gt h eg e o l o g i c a lc o n d i t i o n 、t e r r a i nc o n d i t i o na n dh y d r o l o g i c a lc o n d i t i o n ，m o s tp r o j g e t su s et h el a t e r B e i n ga s y m m e t r i c i t sm o r ec o m p l e xt od e t e r m i n et h er e a s o n a b l ef i n i s h e ds t a t ea n dt h er e a s o n a b l ec o n s t r u c t i o ns t a t eo ft h ea s y m m e t r i cc a b l e - s t a y e db r i d g ew i t hs i n g l et o w e r T h eJ i a n n i n gB r i d g ei nZ h u z h o ui sa l la s y m m e t r i cp r e s t r e s s e dc o n c r e t ec a b l e s t a y e db r i d g ew i t hs i n g l et o w e ra n dc e n t e r l a i dc a b l e s ，w h i c hm a i ns p a ni s2 4 0m e t e r sl o n g ，h e a d i n gt h el i s ta th o m e T h u si t ss t a b i l i t ys h o u l db eg i v e np r o m i n e n c e I naw o r d ，i t se s p e c i a l l yn e c e s s a r yt oa n a l y z ea n ds t u d yt h ef o l l o w i n gt h r e ea s p e c t so ft h eJ i a n n i n gB r i d g e ：t h er e a s o n a b l ef i n i s h e ds t a t e ；t h er e a s o n a b l ec o n s t r u c t i o ns t a t ea n dt h eu n i t a r ys t a b i l i t y T h es t a t i ca n a l y s i so ft h ec a b l e s t a y e db r i d g ei su s u a l l yc a r r i e dt h r o u g ht w os t e p s ：d e t e r m i n i n go ft h er e a s o n a b l ef i n i s h e ds t a t ea n dt h er e a s o n a b l ec o n s t r u c t i o ns t a t e F i r s t l yt h es y n t h e s i sm e t h o di sa p p l i e dt od e t e r m i n et h er e a s o n a b l ef i n i s h e ds t a t ew h i c hi n t e g r a t e st h el e a s tb e n d i n gs t r a i n - e n e r g ym e t h o da n dt h es t r e s se q u i l i b r i u mm e t h o da n dt h el e a s ts q u a r e sm e t h o d T h i ss y n t h e s i sm e t h o dc a l c u l a t e st h ei n f l u e n c eo fd e a dl o a d ，l i v el o a da n dp r e s t r e s s i n gf o r c eb ya i m i n gt or e s t r i c tt h es t r e s so ft h em a i nb e a ma n db ym e a n so fa d j u s t i n gt h ec a b l et e n s i l ef o r c e s C a l c u l a t i n gt h ec a b l et e n s i l ef o r c e su n d e rc o n s t r u c t i o na r ee m p h a s e so fd e t e r m i n i n gt h er e a s o n a b l ec o n s t r u c t i o ns t a t e A “t w o s t e pm e t h o do nt h eb a s i so ff o r w a r da n a l y s i s ”i sp u tf o r w a r di nt h i st h e s i sf o rd e t e r m i n i n gt h er e a s o n a b l ec o n s t r u c t i o ns t a t e T h e “t w o - s t e pm e t h o d ”v i r t u a l l yi st oi t e r a t et h ef o r w a r d c a l c u l a t i o nb y a i m i n gt oo p t i m i z et h ec a b l et e n s i l ef o r c e s T h i sm e t h o di sd e s c r i b e da st h ef o l l o w i n g T h ec a b l e sa r es t r e t c h e do n c eu n d e rc a n t i l e v e rc o n s t r u c t i o ne n s u r i n gt h es a f e t yo ft h em a i nb e a m A f t e rt h em a i ns p a ni sc l o s u r e d ，t a k i n gt h ec a b l et e n s i l ef o r c e sa sv a r i a b l e s ，w ec a nf o r ma f to p t i m i z a t i o nm o d e l ，a n da p p l yt h el e a s ts q u a r e sm e t h o dt oa d j u s tt h ec a b l et e n s i l ef o r c e sw h o l l y F i n a l l yt h ef o r e c a s t i n gr e a s o n a b l ef i n i s h e ds t a t ei sa t t a i n e de n s u r i n gt h es t r u c t u r es a f e t yu n d e rc o n s t r u c t i o n T h ef i n i t ee l e m e n tm e t h o d sf o rs o l v i n gt h eb u c k l i n gp r o b l e mo ft h ec a b l e s t a y e db r i d g ea r ee x p o u n d e di nt h et h e s i sa n dt w oe v a l u a t i o nc r i t e r i o n sa b o u tt h eu n i t a r ys t a b i l i t ya r ed i s c u s s e d T h ea u t h o rt a k e st h eJ i a n n i n gB r i d g ea se x a m p l eI la n da d o p t st h e3 - Df i n i t ee l e m e n ts o f t w a r eA N S Y St oa n a l y z ei t sl i n e a ra n dn o n l i n e a ru n i t a r ys t a b i l i t i e su n d e rc o n s t r u c t i o na n di nt h