【摘要】：矮塔斜拉橋具有斜拉橋和連續(xù)梁橋的雙重結(jié)構(gòu)特性,自從它誕生以來(lái),在世界范圍內(nèi)顯示出巨大潛力。本文較為系統(tǒng)地介紹了國(guó)內(nèi)外矮塔斜拉橋的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),以實(shí)際工程中的拉薩市柳東大橋——預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋?yàn)楣こ虒?shí)例,對(duì)該橋進(jìn)行力學(xué)性能分析和橋塔局部分析。(1)根據(jù)實(shí)際工程設(shè)計(jì),采用有限元軟件Midas civil建立了柳東大橋全橋有限元模型,詳細(xì)描述了分析矮塔斜拉橋時(shí)各部分構(gòu)件的有限元模擬方法;按照工程實(shí)際模擬了柳東大橋的全部施工階段,分析了該橋在各個(gè)施工階段的結(jié)構(gòu)位移、內(nèi)力以及斜拉索索力的變化情況,結(jié)果顯示施工過(guò)程和成橋之后結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及位移變化符合規(guī)范要求。分析成橋十年混凝土收縮、徐變對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力及位移的影響,發(fā)現(xiàn)主梁應(yīng)力變化不大,位移和斜拉索索力變化較大。然后進(jìn)行成橋運(yùn)營(yíng)階段計(jì)算分析,考慮了運(yùn)營(yíng)階段活載、體系溫度變化、主梁溫度梯度、風(fēng)荷載單獨(dú)作用及各種組合工況作用下橋梁的效應(yīng),發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)溫度變化結(jié)構(gòu)位移影響最大。對(duì)該橋進(jìn)行了正常使用極限狀態(tài)下的抗裂驗(yàn)算。(2)針對(duì)橋位地區(qū)地震頻發(fā)的特點(diǎn),采用多重Ritz向量法分析了柳東大橋的頻率及振型等自振特性,選用E1地震作用,對(duì)柳東大橋分別進(jìn)行了三向地震加速度單獨(dú)作用下和三向組合作用下的反應(yīng)譜分析。發(fā)現(xiàn)柳東大橋在縱向地震作用下的變形大于橫向地震作用,主梁和墩底內(nèi)力較大,豎向地震對(duì)橋梁影響不大;在三向地震加速度組合作用下,結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力都有增大。(3)針對(duì)拉薩地區(qū)晝夜溫差大的氣候特點(diǎn),采用有限元軟件ANSYS對(duì)該橋環(huán)形橋塔進(jìn)行溫度應(yīng)力分析,考慮寒潮作用下,不同配筋率對(duì)橋塔溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的影響。發(fā)現(xiàn):在混凝土環(huán)形橋塔中配置縱向鋼筋和環(huán)向箍筋不僅不能減小其表面寒潮溫度拉應(yīng)力,而且還使該拉應(yīng)力增加。(4)針對(duì)環(huán)形橋塔施工復(fù)雜的問(wèn)題,專門建立橋塔施工支架的有限元模型,全面考慮施工荷載的影響因素,根據(jù)相關(guān)規(guī)范和施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)支架的承載力和穩(wěn)定性進(jìn)行分析。計(jì)算結(jié)果顯示施工排架、樁頂分配梁和鋼管樁的強(qiáng)度與整體穩(wěn)定性滿足要求。
【圖文】：

圖 1.1 瑞士甘特橋Fig. 1.1 Ganter Bridge橋梁工程界通過(guò)索塔高度將該種橋型與一般斜拉橋進(jìn)行區(qū)分，，成了小田原港橋（圖 1.2）（世界上第一座學(xué)術(shù)意義上的矮塔斜的索塔高度一般是跨徑的 1/5~1/4，而矮塔斜拉橋的索塔高度與1/8，由于該橋型索塔較低，所以被稱為矮塔斜拉橋[3]。著名橋梁專家嚴(yán)國(guó)敏先生考慮到此種橋型的結(jié)構(gòu)受力特性介于之間，創(chuàng)造性地提出了“部分斜拉橋”的定義[1]。與一般斜拉橋相度主要由主梁提供，豎向荷載由主梁的受彎、受壓、受剪和斜受，斜拉索類似于體外預(yù)應(yīng)力的作用，承擔(dān)部分荷載。為了具部分斜拉橋，日本工程研究人員利用拉索豎向剛度與主梁剛度分擔(dān)比例 β 這兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)來(lái)表示部分斜拉橋的特征。根據(jù)統(tǒng)認(rèn)為區(qū)分部分斜拉橋和斜拉橋的關(guān)鍵在于豎向荷載分擔(dān)比例 β β 值小于 30%時(shí)就可以認(rèn)為該橋是部分斜拉橋[4]；拉索的應(yīng)力幅

小田原港橋Fig.1.2OdawaraBlueWayBridge
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U448.27

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2595904