主跨1736m公铁两用斜拉-悬索协作体系方案设计

发布时间：2020-12-13 00:54

　　公铁两用桥梁由于使公路和铁路共用桥位,可以更加科学的利用资源并节省在建设过程中的投入,将在未来桥梁建设的舞台上占有重要地位。而常用的缆索承重桥梁结构形式-悬索桥及斜拉桥单独应用在大跨度公铁两用桥梁中都存在一定不足,如悬索桥刚度问题及悬索桥跨度问题等。斜拉-悬索协作体系桥结合了斜拉桥和悬索桥的特点,补充了相关不足,是大跨度公铁两用桥梁的有利竞争结构形式。本文针对公铁两用斜拉-悬索协作体系桥的方案设计、静力和地震响应等方面展开了研宄,总结了设计过程中出现的主要技术难点,为此类桥梁的设计提供了参考,具体工作内容如下:（1）总结了以往的研究成果,根据设计要求,确定了合适的参数,完成了两个主梁形式分别为单层混合箱梁和双层钢桁架梁的主跨为1736m的公铁两用斜拉-悬索协作体系桥梁的方案设计。（2）采用板桁结合桥面系换算梁法将双层钢桁梁方案简化为箱梁,然后利用有限元软件BNLAS建立了全桥模型,分别确定了两个方案的合理成桥状态。以此为基础分析了两个方案在恒载、活载及使用荷载作用下的受力和刚度特性,以及吊索、斜拉索的疲劳性能;并依照要求对结构进行了强度、刚度及疲劳验算并讨论了在斜拉索、吊索下吊点位置不... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

罗勃林体系1938年，德国的桥梁设计师迪辛格提出了一种新的斜拉-悬索协作体系[26]

德国的桥梁设计师迪辛格提出了一种新的斜拉-悬索协作体系[26]，如图1-2 所示。在这种结构体系中，斜拉桥部分和悬索桥部分不再重叠，相互独立。其中，斜拉桥部分采用自锚式斜拉体系，承担边跨和中跨两侧靠近桥塔位置的荷载，悬索桥部分采用地锚式悬索体系，承担中跨中间部分的荷载[14]。迪辛格体系与罗勃林体系最大的不同是斜拉桥部分独立于悬索桥部分之外，成为主要受力结构，而不再仅仅是对悬索桥部分的补充，但这种体系从未被应用于实际工程。

图 1-2 迪辛格体系1950 年，德国的桥梁设计师斯坦因曼为墨西拿海峡大桥提出了一种新的斜拉-悬索协作体系方案[26]，如图 1-3 所示。和罗勃林体系相反，在该方案中，斜拉索从主缆向下集中锚固到塔根处，采用这种斜拉索布置形式虽然增加了主缆的拉力，但同时能够减小主缆变形，提高结构的整体刚度[26]，但尚没有实桥采用这种结构形式。图 1-3 斯坦因曼体系1984 年，林同炎国际咨询公司[27]在直布罗陀海峡大桥方案设计中，提出了带有斜撑的多跨 5000m 双悬臂斜拉-悬索协作体系方案，如图 1-4 所示。这种方案的特点是主跨中间部分荷载由悬索体系承担，而桥塔附近荷载由两个刚性斜撑承担。这种结构形式提高了桥梁的整体刚度及气动稳定性。但是同时，相较于同跨径的悬索桥，这种结构体系中桥塔高度大幅增加，以至于桥塔稳定性问题突出[28]。


本文编号：2913578