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原文传递部分斜拉桥索力研究与动力分析

论文题名：	部分斜拉桥索力研究与动力分析
关键词：	部分斜拉桥;合理成桥索力;施工索力;差值迭代算法;地震反应
摘要：	部分斜拉桥是介于刚性桥型的连续梁桥与柔性桥型的斜拉桥之间的刚柔相济的一种桥型,总体表现出“塔矮、梁刚、索集中”的结构特点。由于结构性能优越,经济指标良好,部分斜拉桥显示出巨大的发展潜力。合理成桥状态索力及施工索力的确定是部分斜拉桥设计中的难点。本文以在建的福建南安联台部分斜拉桥为工程背景,用现有有限元通用程序建立模型,应用以主梁应力为控制目标的合理成桥状态确定的分步算法,确定了合理成桥索力,并用差值迭代法求得了合理施工索力。斜拉桥结构抗震分析是一项很重要的工作,本文还对地处7度震区(8度设防)的南安联台部分斜拉桥进行了动力特性和地震反应分析。主要内容包括以下四个部分: 　　(1)简要回顾和阐述了部分斜拉桥的发展历程和研究现状,综合国内外部分斜拉桥的设计和施工资料,分析了部分斜拉桥的总体布置、结构特点、受力特性及其在桥梁工程中的应用前景。　　(2)介绍了确定部分斜拉桥合理成桥索力的几种常用方法,比较说明了各方法的特点及适用范围。分步算法是结合最小弯曲能量法和应力平衡法求解合理成桥索力的综合方法,该方法根据索力对弯矩、位移、索力的影响矩阵,建立求解合理成桥索力的超静定方程,运用最小二乘法原理求解合理成桥索力。本文用分步法求得了南安联台部分斜拉桥的合理成桥索力,并通过成桥阶段的计算分析验证了所得索力的合理性。　　(3)分析比较了几种确定施工索力的常用方法,提出了用差值迭代法来计算部分斜拉桥的初拉力。差值迭代算法简单方便,结合现有有限元通用程序通过迭代即可得出施工合理索力。本文运用差值迭代算法求得了南安联台部分斜拉桥的施工索力,按实际施工过程进行了仿真分析,通过对成桥状态和成桥运营状态仿真分析结果的比较论证,所得桥梁控制截面的各项指标均满足规范要求,从而验证了用差值迭代法计算合理初拉力的正确性。　　(4)对南安联台部分斜拉桥的自振特性和地震反应进行了相应分析。采用反应谱法进行了该桥的三维地震反应分析,分析时地震荷载分别从纵桥向、横桥向和竖向三个方向施加,全桥三维地震反应结果表明制动墩的纵横向弯矩均较大,会成为桥梁抗震设计的控制因素,反映出本桥结构构造的特点;根据当地地震设防烈度该桥在8度震区小震概率范围内,结构处于弹性工作状态,因此本桥设计能够满足小震不坏的设防要求。
作者：	蒋成强
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	孙学先
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文