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)美的造型在實現(xiàn)基本通行功能的同時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)計和施工中遇到的諸多技術(shù)問題的研究卻滯后于實際需要。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;對拱塔斜拉橋拱塔線形的計算及拱塔線形對結(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，同時對拱塔斜拉橋的動力特性進(jìn)行了計算分析。
　　(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;通過實測正、負(fù)彎矩區(qū)剪力滯系數(shù)，不僅可以修正模型，同時表明活載作用下截面頂、底板剪力滯效應(yīng)明顯;通過新增腹板計算發(fā)現(xiàn)，當(dāng)腹板間距小于8m時，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的實測值與有限元計算值證明了有