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原文传递索辅体系桥梁设计理论研究

论文题名：	索辅体系桥梁设计理论研究
关键词：	索辅体系桥梁;设计理念;受力特性;有限元模型
摘要：	在城市桥梁中单孔跨径100 m左右的小跨径斜拉桥较为常见，然而一般的斜拉桥设计理论都是基于处于经济跨径范围的常规斜拉桥而得出的，虽然其在力学计算上具有普遍性，但从结构利用效率的角度分析，一般性理论并不能很好地适用于小跨径斜拉桥。索辅体系桥梁的出现使人们在设计小跨径斜拉桥时有了新的选择。通过充分利用小跨径斜拉桥的主梁刚度，考虑主梁和拉索的组合受力，从而发挥其各自材料性能的设计理念，索辅体系桥梁能达到使用性和经济性的统一。鉴于目前鲜有专门针对索辅体系桥梁设计理论的系统性研究，本文对该体系的特征参数、设计关键问题、长期性能进行了详细分析和评价。　　首先，本文基于白山市向江大桥，对按常规斜拉桥理念设计的小跨径斜拉桥的结构和受力特性进行了详细分析；针对分析结果，从提高主梁刚度利用率和拉索强度利用率的角度，提出了小跨径斜拉桥优化设计方案，得到了索辅体系桥梁的体系特点；通过对该体系拉索恒载分担率和疲劳强度容许应力的分析，提出以拉索恒载分担率作为界定索辅体系桥梁的特征参数，并指出其取值范围为35％~65%，同时拉索安全系数可取1.67~2.5。　　然后，本文基于沈阳市三好桥对索辅体系桥梁设计过程中的关键问题进行了研究：推导了索辅体系桥梁主梁、拉索、桥塔等主要构件的刚度表达式，为定性掌握该体系整体刚度提供了依据；基于已得到的主梁和拉索刚度的计算式，采用比拟梁法推导了拉索活载分担率表达式，分析了拉索活载分担率与结构参数的关系，评价了该公式的计算精度，为掌握活载在结构中的分配提供了参考；阐述了主梁纵向预应力的设计方法，指出了采用弯起束提供竖向预应力的优势，分析了腹板束和顶底板束预应力效应的特点，为合理布束提供了借鉴；比较了简支梁模型、梁格模型和实体模型计算拉索锚固横隔梁的结果，评价了三种模型的适用性；分析了索辅体系桥梁内力和位移对不同结构参数的敏感性。　　最后，本文简要阐述了混凝土收缩和徐变的相关概念；通过建立按施工阶段的有限元模型，分析了收缩徐变对索辅体系桥梁内力和位移的影响，评价了其长期性能；研究了混凝土加载龄期对该体系长期性能的影响，并指出了改善其长期性能的措施。
作者：	付凌鸿
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	吴红林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文