【摘要】：超大跨度斜拉橋作為與懸索橋最具有競爭力的橋型，在千米級以上跨徑上越來越受到工程界的青睞，我國繼香港昂船洲大橋、蘇通大橋之后，又面臨若干近千米級斜拉橋的規(guī)劃設(shè)計(jì)與論證工作。本文以蘇通大橋等幾座特大跨徑斜拉橋方案為工程背景，以超大跨度斜拉橋的設(shè)計(jì)理論與特殊力學(xué)問題為主線，比較深入地開展了以下幾個(gè)方面的工作： 1．斜拉橋概念設(shè)計(jì)與近似分析理論的研究。 在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)例，就斜拉橋概念設(shè)計(jì)中幾個(gè)總體設(shè)計(jì)參數(shù)的確定原則以及關(guān)鍵構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述。根據(jù)彈性地基梁比擬方法，推導(dǎo)了塔、梁、索的恒活載內(nèi)力近似計(jì)算公式，在概念設(shè)計(jì)階段具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。基于理論推導(dǎo)與統(tǒng)計(jì)資料，擬合出了斜拉橋基頻(一階豎彎和扭轉(zhuǎn))估算公式，與現(xiàn)行規(guī)范公式相比，不僅形式簡單、精度較高，而且物理涵義更明確。 2．大跨度斜拉橋合理成橋與施工狀態(tài)索力優(yōu)化以及非線性影響比較研究。 結(jié)合蘇通大橋設(shè)計(jì)實(shí)踐，系統(tǒng)地研究總結(jié)了各種斜拉橋索力優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)了千米級鋼斜拉橋一次張拉索力達(dá)到理想狀態(tài)。以單索模型為對象，比較了超長斜拉索的三種非線性計(jì)算方法的影響。驗(yàn)證了8節(jié)點(diǎn)或8段桿單元斜拉索模擬方法在1000～2000m跨徑范圍均具有較高的精度。系統(tǒng)分析了各種幾何非線性因素對蘇通大橋成橋以及施工狀態(tài)的影響，研究表明如果按等效直桿模量法模擬超長索的垂度效應(yīng)，將導(dǎo)致大跨度斜拉橋的施工線型計(jì)算不準(zhǔn)確，僅該項(xiàng)因素所引起的主梁立模標(biāo)高最大誤差約30cm，是非常顯著的。最后分析了活載計(jì)算方法的影響，研究表明活載按線性二階理論在千米級甚至更大跨徑斜拉橋仍然是有效的。 3．特大跨度斜拉橋方案試設(shè)計(jì)與參數(shù)研究。 分別以1200、1400、1600m三種超大跨度為目標(biāo)進(jìn)行了方案試設(shè)計(jì)，探討了三種跨徑下，斜拉橋在活載、橫向靜風(fēng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及抗風(fēng)性能等方面的變化情況。分析表明，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是超大跨度斜拉橋跨徑增大后的主要控制因素。并就梁高、橋塔剛度、塔跨比、拉索布置、主梁寬跨比等一些特征幾何參數(shù)展開了深入地比較研究，得到這些參數(shù)變化后的影響規(guī)律。然后比較論證了分體雙箱梁在超大跨徑斜拉橋的適用性。 4．多索面斜拉橋設(shè)計(jì)理論分析。 以1600m跨徑為對象，結(jié)合靜力、穩(wěn)定性、動力分析以及經(jīng)濟(jì)性等多方面的比較論證，最終揭示出多索面斜拉橋在超大跨度范圍并非理想的結(jié)構(gòu)型式，而分體雙箱梁與傳統(tǒng)傾斜
【學(xué)位授予單位】：同濟(jì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：U448.27
【圖文】：

跨雙航道主孔凈跨徑不得小于89lm，上下行航道分開時(shí)則需具備兩個(gè)單孔凈跨徑504m以上的主通航孔。在此基礎(chǔ)上考慮基礎(chǔ)規(guī)模、防撞要求、以及河勢及河床穩(wěn)定性影響等因素，工可階段擬定出的四種主要橋型比較方案概略見圖2一1，建安費(fèi)估算結(jié)果見表2一2。表2.1蘇通大橋通航凈空要求一覽表通通航孔名稱稱航道類型型代表船型型通航凈空(m)))備注注凈凈凈凈凈寬寬凈高高高主主通航孔孔單孔雙航道道5萬噸級集裝箱船(38X()TEU)))40555622222.44444448萬噸級遠(yuǎn)期大型散貨船駁船隊(duì)隊(duì)即111)244444單單單孔單航道道5萬噸級集裝箱船(3800TEU)))22555622222.44444448萬噸級遠(yuǎn)期大型散貨船駁船隊(duì)隊(duì)即璐璐妻244444輔輔助通航孔孔單孔單航道道9000噸級上行散貨船駁船隊(duì)隊(duì)220002444根據(jù)方案案11111111112222444條件選用用洪洪季上行孔孔單孔單航道道10(又)噸級江輪輪7000l55555圖2一1蘇通大橋工可階段主橋橋型概略布置圖

需考慮長期徐變產(chǎn)生的撓度。文獻(xiàn)【1川提出通過定義功的影響矩陣，以控制包含徐內(nèi)的調(diào)整拉索力和徐變所做的功最小為準(zhǔn)則，以考慮徐變影響后的索力和幾何標(biāo)高的限制條件，將狀態(tài)調(diào)整問題轉(zhuǎn)化為單一目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化問題。算例表明，采用最小得到混凝土斜拉橋的最優(yōu)索力。蘇通大橋合理成橋狀態(tài)確定與索力優(yōu)化的實(shí)踐通大橋主梁為鋼箱梁，較混凝土主梁而言，恒載索力優(yōu)化的受制條件相對較為寬松。高跨大，橋面按雙向8車道設(shè)計(jì)，活載對結(jié)構(gòu)受力影響較大(如塔根彎矩、拉索疲力、支座附近主梁彎矩分布)。而邊跨受通航限制，僅設(shè)置兩個(gè)輔助墩，對壓重布近的主梁局部受力較為不利。因此，在確定合理成橋狀態(tài)時(shí)，以表3.1所示的綜合觀大橋索力優(yōu)化的指導(dǎo)原則，兼顧恒載和活載兩種受力狀態(tài)，綜合確定出滿足主塔、主、支座反力等構(gòu)件受力要求的合理成橋狀態(tài)。體計(jì)算模型如下圖11’7]。其中斜拉索采用多段桿單元法模擬，以較精確地考慮超長斜影響，每根斜拉索均被分割成8個(gè)桿單元(見夸.33)。計(jì)算中考慮了主梁剪切變形梁和索塔構(gòu)件的梁柱效應(yīng)的影響�；钶d效應(yīng)計(jì)算按線性二階理論進(jìn)行。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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相關(guān)會議論文 前1條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

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2 潘杰;大跨度混合梁斜拉橋無應(yīng)力構(gòu)形的應(yīng)用研究[D];長沙理工大學(xué);2010年

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4 雒建哲;拱塔斜拉橋設(shè)計(jì)參數(shù)及幾何非線性分析[D];中南大學(xué);2011年

5 陳名歡;大跨度混合梁斜拉橋地震響應(yīng)分析[D];西南交通大學(xué);2011年

6 劉璽;大跨度鋼桁梁斜拉橋結(jié)構(gòu)計(jì)算分析研究[D];西南交通大學(xué);2011年

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9 董道福;超大跨徑混合梁斜拉橋上部結(jié)構(gòu)安裝誤差分析與控制[D];長沙理工大學(xué);2011年

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本文編號：2720381