【摘要】：隨著設(shè)計(jì)理念的完善、分析理論的發(fā)展、結(jié)構(gòu)分析軟件的成熟以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,橋梁工程設(shè)計(jì)取得了巨大的發(fā)展成就。纜索承重體系橋已成為主要考慮的橋梁形式,自錨式斜拉-懸索協(xié)作體系橋：將其類型中的斜拉橋與懸索橋相結(jié)合取長(zhǎng)補(bǔ)短,形成適合于大跨徑的組合體系橋梁結(jié)構(gòu)形式,該結(jié)構(gòu)新穎、受力合理。本文以擬建寧波甬江常洪大橋?yàn)閷?shí)際工程背景,介紹了該橋型的概念設(shè)計(jì)以及與其他體系相比的優(yōu)缺點(diǎn),分析了寧波常洪大橋的合理成橋狀態(tài)及靜力、動(dòng)力特性,并綜合比較了該體系橋梁的幾種施工方法,為大跨徑組合體系橋的研究提供參考依據(jù)。主要工作如下：(1)將斜拉橋與懸索橋部分分開計(jì)算,采用彈性懸鏈線索元法模擬纜索的線型以確定主纜線型,利用影響矩陣法確定斜拉索索力,并對(duì)斜拉索進(jìn)行微調(diào)以優(yōu)化索內(nèi)的不變形預(yù)張力,然后再將分開計(jì)算所得各部分結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一,使得最終能夠分析出該大橋理想并且合理的成橋狀態(tài)。該橋通過建立相關(guān)有限元分析模型進(jìn)行計(jì)算,表明該拆分的算法分析所得的成橋狀況下主梁恒載彎矩分布合理,各主塔塔頂?shù)乃阶冃瘟咳靠刂圃谳^小范圍內(nèi),纜索的線型合理,并且拉索的索力也分布較為均勻。通過分析所得的不變形預(yù)張力可直接應(yīng)用于對(duì)施工所進(jìn)行的分析以及靜力幾何非線性分析。(2)簡(jiǎn)述影響協(xié)作體系橋幾種非線性因素,并且簡(jiǎn)單介紹了幾種幾何非線性問題解答方法。在考慮幾何非線性的基礎(chǔ)上,應(yīng)用MIDAS軟件對(duì)寧波常洪大橋建立二維分析模型,對(duì)其在活載作用下的非線性靜力進(jìn)行分析,結(jié)果表明,在協(xié)作體系橋設(shè)計(jì)時(shí)要考慮非線性因素的影響。由于寧波常洪大橋是采用自錨式斜拉-懸索協(xié)作體系,加勁梁各段均受來自各纜索結(jié)構(gòu)的水平軸力作用,內(nèi)力沒有產(chǎn)生突變,主梁各段均為壓彎構(gòu)件。(3)建立寧波常洪協(xié)作體系橋空間分析模型,以此來進(jìn)行分析得到自錨式斜拉-懸索協(xié)作體系橋的動(dòng)力特性；并且利用反應(yīng)譜方法來計(jì)算了該橋在三個(gè)方向以及三向組合正交地震力作用下的受力狀況；反應(yīng)譜分析所得的計(jì)算結(jié)果表明,該體系橋?qū)儆谌嵝越Y(jié)構(gòu),在動(dòng)力作用下許多振型會(huì)被激發(fā)。(4)綜合評(píng)價(jià)寧波常洪大橋的幾種施工方案。介紹幾種在技術(shù)上可行的自錨式斜拉-懸索協(xié)作體系橋推薦的施工方案,并進(jìn)行了簡(jiǎn)單的綜合比選,其中臨時(shí)斜拉索法為推薦方案。
【圖文】：

二十世紀(jì)七十年代中期建成的意大利墨西拿海峽大橋，是溝通第勒尼安海與愛奧尼逡逑亞海，并將西西里島與意大利本土隔開的一條總長(zhǎng)５０７０ｍ跨度３３００ｍ的組合體系橋，逡逑如圖１．１所示［６】。逡逑Ｉ邐％０邋邐２２ｆｌＱ邐邋９６０邋１逡逑ｒｎｒ邐ｔＵ逡逑圖１．邋１墨西拿海峽大橋逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｍｅｓｓｉｎａ邋ｓｔｒａｉｔ邋ｂｒｉｄｇｅ逡逑二十世紀(jì)七十年代位于丹麥的大貝爾特橋的橋型方案比選中出現(xiàn)跨度為１５００ｍ的逡逑－３邋－逡逑

逡逑雖然自錨式組合體系橋就自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有許多的優(yōu)勢(shì)，但其也有許多的不足：比如逡逑纜索共同對(duì)加勁梁產(chǎn)生協(xié)作作用，使得主梁受到較大壓力作用。當(dāng)壓應(yīng)力超過規(guī)范逡逑時(shí)，需增加主梁截面面積以保證主梁的穩(wěn)定性，從而增加了主梁自重，造成材料及逡逑的提高。而吊索部分，，特別是端吊索與斜拉索交接處剛度變化較大，連續(xù)性不好，逡逑力幅過大，容易出現(xiàn)疲勞破壞。同時(shí)施工程序較單純的斜拉橋和懸索橋復(fù)雜，需要逡逑采用兩種施工方法相結(jié)合。逡逑１．４橋型方案比選逡逑１．４．１邋建設(shè)條件逡逑甬江常洪大橋位于寧波市世紀(jì)大道與甬江的交點(diǎn)處，世紀(jì)大道快速化改造工程起于逡逑立交止于文體路，其整體長(zhǎng)度約１２．５ｋｍ，為城市主干道［１１】。寧波常洪大橋受城市逡逑影響，需重視景觀效果。常洪大橋所在節(jié)點(diǎn)處甬江寬度約為４００ｍ邋，甬江沿江已建逡逑橋梁中，如外灘大橋、中興橋、三官堂大橋均為一跨過江，同時(shí)該橋位于甬江主航逡逑，應(yīng)滿足通航凈空１４０ｘ２０ｍ的要求，所以主橋應(yīng)一跨過江，跨過大堤，并且江中逡逑壤，因此橋梁跨徑取為４２０邋ｔｎ。逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U441

【參考文獻(xiàn)】

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1 曹文龍;獨(dú)塔混合梁斜拉橋合理成橋狀態(tài)與合理施工狀態(tài)研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2550029