拱塔斜拉橋力學(xué)特性及若干問題研究.pdf

1、拱塔斜拉橋以其優(yōu)美的造型在實(shí)現(xiàn)基本通行功能的同時(shí)也滿足了橋梁的景觀需求，特別對于城市橋梁;而鋼結(jié)構(gòu)在橋梁中的應(yīng)用，豐富了拱塔斜拉橋的造型，但針對這些新出現(xiàn)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)和施工中遇到的諸多技術(shù)問題的研究卻滯后于實(shí)際需要。因此，本文針對拱塔斜拉橋的力學(xué)特性及若干問題進(jìn)行研究。
　　(1)分析了拱塔斜拉橋的優(yōu)缺點(diǎn)及其在已建工程中的適用性;在分別總結(jié)斜拉橋和梁拱組合體系橋梁受力特點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步歸納和分析已建成和在建的拱塔斜拉橋信息，最后

2、分類總結(jié)該類橋梁的受力特點(diǎn);對拱塔斜拉橋拱塔線形的計(jì)算及拱塔線形對結(jié)構(gòu)受力性能的影響做了詳細(xì)的分析;采用有限元模擬的方法進(jìn)行參數(shù)分析，分別考慮了此類橋梁的主要構(gòu)件（梁、拱塔、索）的剛度變化對結(jié)構(gòu)變形的影響，同時(shí)對拱塔斜拉橋的動(dòng)力特性進(jìn)行了計(jì)算分析。
　　(2)對拱塔斜拉橋采用的大寬跨比鋼箱梁的剪力滯效應(yīng)做了具體計(jì)算分析，對比可知此類結(jié)構(gòu)在主要受力區(qū)段剪力滯效應(yīng)明顯，特別是負(fù)彎矩區(qū);通過對斜拉索內(nèi)、外側(cè)腹板間距較大的箱室新增腹板的對

3、比分析表明，減小斜拉索內(nèi)側(cè)腹板間距可以有效的減小剪力滯系數(shù)。本文建議對大寬跨比鋼箱梁腹板間距不宜大于8m;通過實(shí)測正、負(fù)彎矩區(qū)剪力滯系數(shù)，不僅可以修正模型，同時(shí)表明活載作用下截面頂、底板剪力滯效應(yīng)明顯;通過新增腹板計(jì)算發(fā)現(xiàn)，當(dāng)腹板間距小于8m時(shí)，可以明顯減小對稱荷載作用下正、負(fù)彎矩區(qū)剪力滯。
　　(3)借助ANSYS有限元模型，計(jì)算分析了拱塔斜拉橋的穩(wěn)定性。單拱肋和雙拱肋結(jié)構(gòu)在施工中和成橋運(yùn)用階段都具有良好的穩(wěn)定性，對于偏載也如此

4、;斜拉索對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也有很大貢獻(xiàn)。
　　(4)通過建立MIDAS模型，聯(lián)合MATLAB的優(yōu)化箱工具對索力進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算可知:該類結(jié)構(gòu)宜采用較大索力，進(jìn)而可減小主梁正、負(fù)彎矩峰值，有利于減小截面尺寸;借助施工過程和成橋后索力的測量結(jié)果，提出二次等效測量斜拉索索力的方法，通過與該橋?qū)崪y值對比，證明該方法簡便易行，且其精度滿足工程需要。
　　(5)通過對比分析背景工程，暨江蘇宜興荊邑大橋的成橋荷載試驗(yàn)的實(shí)測值與有限元計(jì)算值證明了有