【摘要】：近十幾年,矮塔斜拉橋作為一種新型的橋梁,它是在連續(xù)梁橋及常規(guī)斜拉橋的基礎(chǔ)上逐步建立起來,兼有上述兩種橋梁結(jié)構(gòu)的一些受力特點(diǎn),既有連續(xù)梁橋的“剛”,也有常規(guī)斜拉橋的“柔”。結(jié)構(gòu)受力性能及經(jīng)濟(jì)方面具有良好的優(yōu)勢(shì),尤其是跨徑在200~300m之間具有非常大的競(jìng)爭(zhēng)力。矮塔斜拉橋目前多用于公路橋,對(duì)其設(shè)計(jì)參數(shù)、受力特性、抗震等研究較為成熟;而該類橋在鐵路橋上正處于逐步推廣當(dāng)中,兩者因設(shè)計(jì)要求的不同,其設(shè)計(jì)參數(shù)和受力等必有差異;故本文想借此展開分析。本文主要通過收集、分析及總結(jié)相關(guān)的一些國內(nèi)外資料,以新疆喀臘塑克特大橋?yàn)楣こ瘫尘?對(duì)該鐵路矮塔斜拉橋相關(guān)參數(shù)及其地震反應(yīng)進(jìn)行分析研究。主要相關(guān)工作及結(jié)果如下:(1)在不改變其他參數(shù),僅改變橋塔無索區(qū)高度的前提下,共建立8種橋塔高度模型,運(yùn)用彎曲能量法對(duì)所有塔高模型進(jìn)行成橋索力優(yōu)化;選取其中變化較大的塔梁固結(jié)處主梁彎矩、塔底彎矩、塔梁固結(jié)處主梁應(yīng)力、塔底應(yīng)力及平均索量五種變量作為目標(biāo)函數(shù);以塔跨比為自變量,上述五種目標(biāo)函數(shù)為因變量各自進(jìn)行曲線擬合,再將所有目標(biāo)函數(shù)量化后進(jìn)行綜合分析,得到在此綜合條件下塔高變化后的全橋受力特點(diǎn)及最優(yōu)塔高。分析結(jié)果表明,在上述條件下,其最優(yōu)塔跨比在0.138左右較為合理。(2)在不改變其他參數(shù),僅改變拉索數(shù)量,同時(shí)控制拉索剛度不變的條件下,建立6種塔根無索區(qū)長(zhǎng)度有限元模型,進(jìn)行索力優(yōu)化。選取塔根無索區(qū)長(zhǎng)度中影響較大的塔梁固結(jié)處主梁最大負(fù)彎矩、中跨跨中彎矩、邊跨跨中彎矩、中跨1/4處撓度、中跨1/4處應(yīng)力及平均索量六種變量作為目標(biāo)函數(shù);以塔根無索區(qū)長(zhǎng)度與主跨徑之比為自變量,上述六種目標(biāo)函數(shù)為因變量各自進(jìn)行曲線擬合;再將所有目標(biāo)函數(shù)量化后進(jìn)行綜合分析,得到此綜合條件下的最優(yōu)塔根無索區(qū)長(zhǎng)度。結(jié)果表明,在上述條件下,最優(yōu)塔根無索區(qū)長(zhǎng)度與中跨跨徑之比在0.12-0.16之間受力較為平穩(wěn)。(3)在不改變其他參數(shù),僅改變拉索數(shù)量,同時(shí)控制拉索剛度不變的條件下,建立6種邊中跨無索區(qū)長(zhǎng)度的有限元模型,進(jìn)行索力優(yōu)化,選取邊中跨無索區(qū)長(zhǎng)度中影響較大的塔梁固結(jié)處主梁最大負(fù)彎矩、中跨跨中彎矩、邊跨跨中彎矩、中跨跨中撓度絕對(duì)值、中跨1/4處應(yīng)力及平均索量六種變量作為目標(biāo)函數(shù);以中跨無索區(qū)長(zhǎng)度與主跨徑之比為自變量,上述六種目標(biāo)函數(shù)為因變量各自進(jìn)行曲線擬合;再將此所有目標(biāo)函數(shù)量化后進(jìn)行綜合分析,得到此條件下的最優(yōu)邊中跨無索區(qū)長(zhǎng)度。結(jié)果表明,在上述條件下,最優(yōu)中跨無索區(qū)長(zhǎng)度與中跨跨徑之比在0.17-0.22之間受力較為平穩(wěn)。(4)為分析在地震作用下,塔高改變后全橋的受力性能,將上述研究中得到的最優(yōu)塔高與原設(shè)計(jì)塔高同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)譜及時(shí)程地震分析,比較該兩種塔高下全橋的動(dòng)力特性及地震反應(yīng)的差異,分析優(yōu)化后塔高的抗震性能。
【圖文】：

小田原港橋

木曾川橋
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U448.27

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