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原文传递混凝土部分斜拉桥设计理论研究

论文题名：	混凝土部分斜拉桥设计理论研究
关键词：	混凝土部分斜拉桥;桥梁结构设计;合理跨径;应力取值;活载应力幅计算;极限荷载
摘要：	部分斜拉桥亦称矮塔斜拉桥或低塔斜拉桥，是一种介于连续梁桥和斜拉桥之间的新型桥梁结构，“部分斜拉”即源于斜拉索承担荷载的程度。该桥型合理跨径范围为100m～300m之间，这也是大跨径桥梁跨径出现频次较高的区间，该桥型填补了连续梁桥合理跨径和斜拉桥合理跨径之间的桥型空白。部分斜拉桥具有结构体系合理，跨径适应能力强，施工简便，造价经济，桥型美观等优点。部分斜拉桥兼有连续梁桥和斜拉桥的双重结构特点，在构造设置和力学性能方面均与其他桥型有较大差别。对其设计理论进行系统、全面地研究，可以揭示其内在的本质规律，有助于该桥型在我国的推广和应用。　　本文以混凝土部分斜拉桥结构作为研究对象，结构设计理论为研究核心，围绕与其相关的主要问题开展研究工作。　　通过对国内外已建多座部分斜拉桥构造研究，系统地总结分析了部分斜拉桥主要构件主梁、索塔、拉索的构造特性和设计方法。构造特性是部分斜拉桥不同于其他桥型的最直接反映，只有对构造特性有了清楚地认识，才能设计出经济、合理、安全的结构形式。　　利用有限元分析方法，对部分斜拉桥的三种结构体系特性；部分斜拉桥与连续梁桥、斜拉桥的结构对比分析；部分斜拉桥主要特性参数变化对荷载效应的影响规律等三方面问题进行了深入研究，从而对部分斜拉桥结构特性有了实质性的认识，其计算分析结果，可为部分斜拉桥设计提供理论依据。　　针对部分斜拉桥拉索强度允许应力取值问题，基于钢材疲劳理论，研究了部分斜拉桥拉索静力强度允许应力取[σ]=0.6fpk的合理性，给出了以此值作为应力上限、200万次循环荷载作用下拉索的抗疲劳强度和拉索的活载应力幅计算方法。　　利用影响矩阵法原理，以结构应变能最小作为目标函数，对索力加以合理的约束条件限制，解决了多变量非线性函数的有约束优化问题，从而获得部分斜拉桥恒载作用下的最优索力和与之对应的合理成桥状态。通过对已建实桥的分析，验证了该程序的正确性，具有工程实用价值。　　采用基于非线性连续介质力学理论的全过程分析方法，同时考虑几何非线性和材料非线性特性，对国内第一座已建混凝土部分斜拉桥—漳州战备大桥进行极限承载能力分析，得出了漳州战备大桥的极限安全系数和破坏模式，为混凝土部分斜拉桥的设计、安全施工和运营管理提供依据和保障。　　本文的研究成果，系统总结分析了混凝土部分斜拉桥的结构特性和设计中存在的主要问题，将为我国混凝土部分斜拉桥的设计、实践提供理论基础。
作者：	郑一峰
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	黄侨
授予学位：	博士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2005
正文语种：	中文