斜拉-连续协作体系桥过渡段结构形式研究

发布时间：2020-04-06 20:10

【摘要】：斜拉-连续协作桥型比纯斜拉桥具有一定的优势,但是,该桥型也存在着斜拉跨主梁与连续跨主梁如何合理过渡的难题,这主要是因为斜拉跨主梁通常以π型梁为最优,而连续梁以大箱梁为最佳,两者在断面上难以有效的过渡,若斜拉跨主梁亦采用与连续梁完全一致的大箱梁,则又增大了斜拉跨悬臂施工的难度。正因为如此,该桥型在全面推广应用上遇到了一定的障碍,尽管国内已建成十余座该类型的桥梁,但此难题仍有研究的意义。本文以一座典型的斜拉-连续协作体系桥梁—丰城剑邑大桥为工程背景,分析研究了斜拉—连续体系桥梁过渡段的结构形式。论文首先对典型斜拉—连续协作体系桥主梁过渡段结构典型形式进行对比分析。接着,采用Midas/Civil有限元专业软件建立全桥有限元模型,对全桥与局部过渡段进行验算分析;然后,采用Ansys三维有限元软件建立了原结构局部过渡段实体单元计算模型。最后,通过调整原设计结构中的横隔板高度、横隔板厚度、横隔板间距和采用非渐变过渡段形式分别建立Ansys有限元模型,对比分析过渡段局部位移和应力状况,为斜拉-连续协作体系过渡段结构的合理设计提供有益参考。本文主要的研究结论有以下几个方面:(1)通过Midas/Civil对丰城剑邑大桥全桥进行结构验算,结构最大位移13.9cm,满足规范要求,拉索极限破断索力比值小于0.4,拉索满足设计要求,容许压应力16.4MPa,满足结构正应力计算。(2)横隔板距梁底10cm时,对原结构各向位移影响较为明显,对斜拉侧横截面顶板正应力影响也最大,而横隔板高度变化对箱梁侧顶板正应力影响不显著;横隔板厚度为50cm时,对原结构竖向扭转位移和竖向位移影响较为明显,对斜拉侧顶板正应力影响也最大;斜拉侧横隔板间距加密时,对原结构位移影响较为明显,在相应梁侧调整横隔板对其界面正应力影响较为明显。(3)通过采用非渐变过渡形式,对原结构各项位移均有明显降低。但结构在应力过渡上不够平顺,容易产生应力集中现象。
【图文】：

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[32-33]跨度的斜拉桥中有6座来自中国。排名如表1-1所示。桥梁实景图见图1-1。中国的斜拉桥很大，桥梁施工技术发展迅速，这表明中国在斜拉桥世界中占有极其重要的地位。表 1-1 世界十大斜拉桥序号桥名主跨跨径（m）国家时间（年）1 俄罗斯岛大桥 1104 俄罗斯 20122 沪通长江大桥 1092 中国在建3 苏通长江大桥 1088 中国 2008

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（c）贵州乌江大桥（d）四川炳草岗大桥图 1-2 协作体系桥梁实景图Fig. 1-2 Collaborative system bridge real map1.2 斜拉-连续协作桥的特点及主要优势1.2.1 斜拉桥的结构特点斜拉桥结构是由主梁，斜拉索，索塔主要承重构件组成的组合结构。斜拉索通过索塔以星形或其他形式与主梁相连接，这种连接形式能为斜拉桥主梁提供弹性支撑，所以斜拉桥梁跨内弯矩较小，同时斜拉桥主梁自重较轻，这就使得在大跨度桥梁方案选取中斜拉桥往往能作为较为合适的选择。正是由于斜拉桥可以类比为弹性支撑连续梁，使得在跨越较大的地方，斜拉桥往往比其他桥型的桥梁更能胜任[45]。斜拉索的索力在水平方向分解处的力能为主梁提供足够大的轴向压力，这类似于对连续梁施加预应力是同样的效果，，但这是由斜拉桥拉索结构特点所产生的，不需要再通过预应力张拉来提供。这种结构自身的特点被最大限度的发挥出来[46]。斜拉索的应力沿着长度方向基本恒定，其材料可以充分利用。斜拉索的拉索提供水
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U442.5

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