矮塔斜拉橋是一種組合體系橋梁,由于主梁剛度較大、斜拉索較坦,故成橋后活載大部分由主梁承擔,斜拉索分擔部分活載,因此確定結(jié)構的索梁活載分擔比例成為設計矮塔斜拉橋的核心問題。為了保證索梁活載分擔比例合理,需要協(xié)調(diào)各構件的剛度,并合理布置斜拉索,但矮塔斜拉橋的構件數(shù)量多,是典型的高次超靜定結(jié)構,致使各設計參數(shù)相互耦合,為工程設計與參數(shù)分析帶來困難。目前設計矮塔斜拉橋主要依賴有限元方法,對計算模型進行不斷的試算和調(diào)整,參數(shù)分析的主流方法也只是針對某單一橋型的有限元分析,在應用范圍上有局限性。本文引入了等效膜張力的假定,基于梁的基本理論,先假定結(jié)構的彎矩函數(shù),采用最小余能原理求出所假定彎矩函數(shù)的待定系數(shù),從而推導出結(jié)構的撓曲函數(shù)。利用主梁和斜拉索的變形協(xié)調(diào)條件得出等效膜張力的計算公式,最終得到結(jié)構彎矩的解析解。然后以某矮塔斜拉橋為工程背景,分別采用本文推導的公式和Midas/Civil有限元軟件進行計算,并進行了誤差分析,結(jié)果表明,本文解析解的精度能夠滿足方案設計要求。引入斜拉索減載系數(shù),并對獨塔雙跨矮塔斜拉橋進行了參數(shù)分析,總結(jié)了長短跨跨徑比、主梁無索區(qū)長度、主梁剛度、斜拉索截面積、斜拉索傾角... 

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?Ｇａｎｔｅｒ大橋??盡管板拉橋有上述優(yōu)點，但因為埋置在混凝土板中的斜拉索難以更換、混凝??

橋塔錨固在主梁上。雖然在外形上該方案與斜拉??橋更接近，但從受力角度來看，該方案的斜拉索更類似于體外預應力筋，橋塔更??像是提供大偏心的轉(zhuǎn)向塊，這意味著該方案斜拉索的應力變幅較之普通斜拉橋大??為降低，斜拉索的疲勞問題便迎刃而解。此外，斜拉索的豎向分力能夠幫助主梁??分擔部分豎向荷載，從而降低主梁高度，而相較于普通體外預應力混凝土結(jié)構，??由橋塔充當轉(zhuǎn)向塊之后斜拉索的偏心距大為增加，因此斜拉索的水平分力將更好??的抵消主梁靠近塔根部位的負彎矩１５１｜９］１１（）１。??■Ｐｍ??圖１．３ＡｒｒＳｔ－Ｄａｒｒ６高架橋方案１９１??ＪａｃｇｕｓＭａｔｈｉｖａｔ提出的方案雖然未能實現(xiàn)，但該方案的提出，標志著矮塔斜??拉橋這一全新姐合結(jié)構體系的問世，對橋梁工程的發(fā)展具有非凡意義。正如前文??所述，縱觀矮塔斜拉橋的誕生過程，可以明顯看到梁式橋向姐合體系發(fā)展的軌跡：??由最初的反拱形梁橋發(fā)展到板拉橋，最終進化為矮塔斜拉橋。??１．２矮塔斜拉橋的發(fā)展??１．２．１國外矮塔斜拉橋的發(fā)展概況??在?Ｊａｃｇｕｓ?Ｍａｔｈｉｖａｔ?提出?Ｅｘｔｒｏｄｏｓｅｄ?Ｐｅｒｓｔｒｅｓｓｅｄ?Ｂｒｉｄｇｅ?的概念之后，Ｇａｎｔｅｒ?大??橋設計師Ｃｈｒｉａｔｉａｎ?Ｍｅｎｎ也為這種結(jié)構體系貢獻了自己的力量。他在研究Ｐｏｙａ??橋的設計方案時［１１１，因為結(jié)構高度受限，所以在綜合考慮環(huán)境、造價、技術、美??學上的因素之后，提出了矮塔斜拉橋的設計方案。該方案將橋面以上橋塔高度降??低到主跨的１１．４％，高度的降低增大了橋塔的縱橋向剛度，從而減小了主梁的變??３??

浙江大學碩士學位論文?第１章緒論??形。因為主梁變形減小，所以可以增加主梁的無索區(qū)長度，而無索區(qū)的存在正是??矮塔斜拉橋的重要特征之一。不過遺憾的是，該方案最終未被采納。??ｍｍ??國??圖１．４?Ｐｏｙａ橋方案１１１１??矮塔斜拉橋最早建造于日本［１２１。在Ａｒｒ６ｔ－Ｄａｒｒ６高架橋方案被提出的第二年，??日本學者豬股就將Ｅｘｔｒｏｄｏｓｅｄ?Ｐｅｒｓｔｒｅｓｓｅｄ?Ｂｒｉｄｇｅ概念引入了日本［１】，并直譯其名??為“超劑量預應力混凝土橋梁”?［１３］。到１９９４年，世界上第一座真正意義上的矮??塔斜拉橋?小田原港橋（ＯｄａｗａｒａＢｌｕｅｗａｙ）在日本建成［１４１。該橋由工程師Ａｋｉｏ??Ｋａｓｕｇｅ設計，為雙塔三跨公路橋，塔梁繳固結(jié)體系，橋?qū)挘保常�，跨徑布置�??７４＋１２２＋７４ｍ，塔高１０．７ｍ，斜拉索為雙索面扇形布置，設計時斜拉索的安全系數(shù)??按普通體內(nèi)預應力筋�。保叮�?（日本規(guī)范），而不和普通斜拉索一樣�。玻担郏被�??圖１．５小田原港橋（ＯｄａｗａｒａＢｌｕｅｗａｙ）丨１０丨??小田原港橋成功建成后，日本工程師看到了該橋型的巨大潛力，著力對矮塔??４??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]世界在建最大跨度的波形鋼腹板矮塔斜拉橋運寶黃河大橋成功合龍[J].   市政技術. 2018(04)
[2]大跨度波形鋼腹板矮塔斜拉橋[J]. 姚玲玲,郭理學.  公路交通科技(應用技術版). 2016(09)
[3]大跨度鐵路矮塔斜拉橋鋼主梁選型研究[J]. 蘇學波.  世界橋梁. 2016(04)
[4]不對稱矮塔斜拉橋設計參數(shù)分析[J]. 樓旦豐,蔡金標,李鵬昊.  低溫建筑技術. 2015(05)
[5]矮塔斜拉橋上部結(jié)構構件剛度敏感性研究[J]. 劉昊蘇,雷俊卿.  北京交通大學學報. 2014(04)
[6]目前世界海拔最高矮塔斜拉橋——西藏拉薩納金大橋正式通車[J]. 李艷丹.  公路. 2014(01)
[7]力學計算中的能量方法[J]. 田霄杰.  河南科技. 2013(09)
[8]連續(xù)多跨矮塔斜拉橋力學性能分析[J]. 王艷,谷定宇,陳淮.  鄭州大學學報(工學版). 2012(01)
[9]大連長山大橋耐久性設計[J]. 沈光玉.  北方交通. 2011(11)
[10]重慶嘉悅大橋設計與施工[J]. 鄧宇,漆勇.  中外公路. 2011(04)

博士論文
[1]矮塔斜拉橋近似分析方法研究[D]. 宋濤.長安大學 2016
[2]梁拱組合體系設計理論關鍵問題研究[D]. 易云焜.同濟大學 2007
[3]矮塔斜拉橋設計理論核心問題研究[D]. 陳從春.同濟大學 2006

碩士論文
[1]大跨度波形鋼腹板組合箱梁矮塔斜拉橋受力性能分析[D]. 肖雄.西南交通大學 2017
[2]獨塔雙跨不對稱矮塔斜拉橋受力特性分析[D]. 樓旦豐.浙江大學 2015
[3]曲線部分斜拉橋的幾個設計參數(shù)研究[D]. 劉凱.長安大學 2013
[4]梁拱組合橋和矮塔斜拉橋受力特性研究[D]. 馮倩.浙江大學 2012
[5]山區(qū)曲線部分斜拉橋結(jié)構體系與結(jié)構性能研究[D]. 楊飛.長安大學 2011
[6]組合體系橋梁構件協(xié)作受力特性研究[D]. 陳海浪.浙江大學 2011
[7]矮塔斜拉橋斜拉索結(jié)構和受力行為研究[D]. 梁愛霞.西南交通大學 2009
[8]矮塔斜拉橋主梁受力分析與優(yōu)化[D]. 畢洪濤.哈爾濱工業(yè)大學 2008



本文編號：3031305