部分斜拉桥结构体系研究及参数分析

发布时间：2020-06-25 04:42

【摘要】：部分斜拉桥作为一种新型的组合桥梁结构体系以其优越的结构性能、良好的景观效应、便易的建造施工逐渐在国民经济基础建设被广泛应用,它成为介于连续梁或连续刚构桥和传统斜拉桥之间的可供选择替代的过渡桥梁体系,为了更合理规范地对部分斜拉桥进行桥梁设计,实现安全经济适用最大效益,系统研究其结构体系存在一定的学术意义和实用价值。结构体系是结构功能、外形及其受力形态的统一,基于这一概念开展桥梁结构体系研究。首先研究阐述了部分斜拉桥从脊背桥、板拉桥起源逐步发展为现今组合结构体系的历史,介绍了该桥梁结构体系国内外建设概况。然后结合国内外实桥资料叙述了部分斜拉桥设计概念及设计内容,采用有限元法对部分斜拉桥进行了结构体系研究和参数分析。最后,以瓦埠湖部分斜拉桥设计方案为背景,推导了塔梁墩固结体系索梁活载比公式,并从全桥的静动力分析入手,验算了瓦埠湖部分斜拉桥设计方案的合理性。论文的主要工作和结论包括:1.部分斜拉桥可以视作连续梁或连续刚构桥部分体内钢束通过桥面上的塔柱转向而形成偏心体外预应力体系,外形类似于传统斜拉桥。为了研究这三类体系的区别与联系,分别建立了三者有限元模型分析了其静动力特性,然后在此基础上探讨了部分斜拉桥界定问题,分析了索梁荷载比等各界定特征参数的优缺点。2.根据内部构件连接方式和主要构件受力分配对部分斜拉桥不同受力形式进行了研究,阐述了不同受力体系的受力特点与适用范围,有助于实际设计择优合理安排受力形式。3.部分斜拉桥结构参数对结构体系受力性能有很重要影响,通过参数分析能够预估结构参数变化后结构受力响应和变形性能,因此对部分斜拉桥塔梁墩固结体系(TGP体系)、塔梁固结体系(TG体系)和塔墩固结体系(TP体系)进行结构参数分析,得出合理参数范围,为科学合理布置跨径、拟定尺寸进行桥梁设计提供依照。4.推导了部分斜拉桥塔梁墩固结体系索梁活载比公式,结合瓦埠湖特大桥部分斜拉桥设计方案进行实例分析,探讨索梁活载比公式精度、设计方案合理性等问题。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U441
【图文】：

示意图,部分斜拉桥,板拉桥,示意图

合肥工业大学学历硕士学位论文据该类桥型桥塔高度特点，即该类桥型桥塔高度通常情况仅为传统斜拉二分之一，而将其称为矮塔斜拉桥，但是由于近年来的发展，这类桥型方向发展，高塔型结构体系被提出，如厦门银湖大桥[5]、槎马大桥[6]、澳[7]，其桥塔高度与传统斜拉桥相当，并不具备矮塔特点，若使用“矮塔”不妥切。国内学者有提出了部分斜拉桥称谓[8]，故继续沿用该称谓，英为“Partial Cable-Stayed Bridge”。1 部分斜拉桥的起源部分斜拉桥的发展最初受另外一种非传统桥梁结构体系—脊背桥所启发服多跨连续梁桥在桥墩支座处产生的较大的负弯矩，为使桥梁结构受力，主梁上设置反拱形板来抵抗负弯矩的影响，如图 1.1(a)所示。

甘特图,钢束,偏心体,体内预应力

第一章绪论增大偏心距，构成偏心体外预应力体系。这些体外钢束提供竖向分力能够平衡自重，提升跨越能力。所提供的水平分力能起到给主梁施加预压应力效果，抵抗部分塔柱附近梁段负弯矩引起的拉应力，节省体内预应力钢束。综上可知 20 世纪 90 年代是部分斜拉桥的孕育期、起源期。

【参考文献】