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拱塔斜拉桥力学特性及若干问题研究
| 论文题名： | 拱塔斜拉桥力学特性及若干问题研究 |
| 关键词： | 拱塔斜拉桥;受力特点;力学特性;变形机理;剪力滞效应 |
| 摘要： | 拱塔斜拉桥以其优美的造型在实现基本通行功能的同时也满足了桥梁的景观需求，特别对于城市桥梁;而钢结构在桥梁中的应用，丰富了拱塔斜拉桥的造型，但针对这些新出现结构在设计和施工中遇到的诸多技术问题的研究却滞后于实际需要。因此，本文针对拱塔斜拉桥的力学特性及若干问题进行研究。 (1)分析了拱塔斜拉桥的优缺点及其在已建工程中的适用性;在分别总结斜拉桥和梁拱组合体系桥梁受力特点的基础之上，进一步归纳和分析已建成和在建的拱塔斜拉桥信息，最后分类总结该类桥梁的受力特点;对拱塔斜拉桥拱塔线形的计算及拱塔线形对结构受力性能的影响做了详细的分析;采用有限元模拟的方法进行参数分析，分别考虑了此类桥梁的主要构件（梁、拱塔、索）的刚度变化对结构变形的影响，同时对拱塔斜拉桥的动力特性进行了计算分析。 (2)对拱塔斜拉桥采用的大宽跨比钢箱梁的剪力滞效应做了具体计算分析，对比可知此类结构在主要受力区段剪力滞效应明显，特别是负弯矩区;通过对斜拉索内、外侧腹板间距较大的箱室新增腹板的对比分析表明，减小斜拉索内侧腹板间距可以有效的减小剪力滞系数。本文建议对大宽跨比钢箱梁腹板间距不宜大于8m;通过实测正、负弯矩区剪力滞系数，不仅可以修正模型，同时表明活载作用下截面顶、底板剪力滞效应明显;通过新增腹板计算发现，当腹板间距小于8m时，可以明显减小对称荷载作用下正、负弯矩区剪力滞。 (3)借助ANSYS有限元模型，计算分析了拱塔斜拉桥的稳定性。单拱肋和双拱肋结构在施工中和成桥运用阶段都具有良好的稳定性，对于偏载也如此;斜拉索对结构的稳定性也有很大贡献。 (4)通过建立MIDAS模型，联合MATLAB的优化箱工具对索力进行优化计算可知:该类结构宜采用较大索力，进而可减小主梁正、负弯矩峰值，有利于减小截面尺寸;借助施工过程和成桥后索力的测量结果，提出二次等效测量斜拉索索力的方法，通过与该桥实测值对比，证明该方法简便易行，且其精度满足工程需要。 (5)通过对比分析背景工程，暨江苏宜兴荆邑大桥的成桥荷载试验的实测值与有限元计算值证明了有限元模型的正确性，同时也说明该桥在满足工程需要的前提下仍具有一定的富余度，还有进一步优化的空间。 |
| 作者： | 马文刚 |
| 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： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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