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原文传递大跨度斜拉桥的结构冗余度计算

论文题名：	大跨度斜拉桥的结构冗余度计算
关键词：	斜拉桥;极限承载力;冗余度计算;参数分析
摘要：	桥梁工程是土木工程中的重要组成部分，各种桥梁的承载能力和安全性是保持交通线路畅通的关键。斜拉桥作为较为经济实用的大跨径桥型已被广泛运用到实际工程中，所以斜拉桥的安全性评估问题也是至关重要的。近年来关于结构冗余度的研究成为热点，对于桥梁结构的冗余度计算，目前研究主要针对常规桥梁如简支梁桥和连续梁桥进行分析，大跨度斜拉桥结构冗余度计算在现有文献中未见报道。论文以芜湖长江二桥为工程背景，该桥为超大跨径全漂浮式分肢柱式塔四索面分离式钢箱梁斜拉桥，基于桥梁工作性能，承载力和损伤场景等因素，结合桥梁设计规程，提出了一种大跨径斜拉桥的冗余度计算方法。考虑到大跨度斜拉桥的特殊性，对影响大跨度斜拉桥结构系统冗余度的主要因素进行了参数分析，旨在找出影响结构系统冗余度的主要因素，可供同类型桥梁结构冗余度的计算与分析参考。　　论文的主要工作和结论如下: 　　1.详细讨论了结构冗余度的定义和计算方法，国内外文献综述表明，桥梁结构的冗余度计算，主要是针对常规桥梁如简支梁桥和连续梁桥，对于像大跨度斜拉桥这类非常规桥梁的结构冗余度计算未见报道，明确了本文研究目标。　　2.结构冗余度计算涉及到桥梁结构的极限承载力和加载历程曲线，依据芜湖长江二桥设计图纸，建立该桥的有限元模型。进行了四种荷载工况下的非线性静力分析，分别讨论了几何非线性和材料非线性的影响，为后续关于冗余度极限状态中的活荷载系数的确定提供依据。　　3.针对大跨度斜拉桥的特点，定义了第一构件失效极限状态、承载力极限状态、功能适用性极限状态和损伤条件极限四种极限状态，通过这四个极限状态获得相应的活荷载系数和冗余度系数，提出了基于加权平均的大跨度斜拉桥冗余度确定方法。最后将本文大跨度斜拉桥冗余度计算方法应用于芜湖长江二桥，得到四种不同荷载工况下的冗余度计算结果，可供斜拉桥结构冗余度的确定参考。　　4.对影响大跨度斜拉桥结构系统冗余度的主要因素进行了参数分析，选取横梁布置形式和数量、双主梁的间距、主梁和横梁的刚度和主梁和横梁的屈服强度四个主要参数，旨在找出影响结构系统冗余度的主要因素。参数分析结果表明，随着横梁数量的减少，芜湖二桥的冗余度不断降低;随着主梁间距的增大，冗余度系数并非单调地减少，影响不明显;随着主横梁刚度的增大，冗余度系数也呈现出增长的趋势;主梁横梁的屈服强度的变化对于冗余度的影响不是很大。总体来说，关于芜湖二桥设计，可以达到很好的冗余度。
作者：	沈阳
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	任伟新
授予学位：	硕士
授予学位单位：	合肥工业大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文