拱形傾斜獨(dú)塔斜拉橋主塔傾角設(shè)計(jì)研究.pdf

1、斜拉橋是一種經(jīng)濟(jì)、合理、美觀的橋型。隨著高科技材料的使用，結(jié)構(gòu)分析方法的進(jìn)步，斜拉橋在上世紀(jì)90年代得到了快速發(fā)展。然而對(duì)于此類橋型關(guān)鍵問題之一，斜塔傾斜角度問題目前研究的還不透徹，因此本文針對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了研究。
　　本文首先回顧了獨(dú)塔斜拉橋的發(fā)展概況，并簡要分析了獨(dú)塔斜拉橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及研究現(xiàn)狀，總結(jié)并比較了確定斜拉橋合理成橋索力的方法。本文采用Midas Civil軟件建立了景觀大橋的模型，利用影響矩陣法進(jìn)行橋梁成橋索力的計(jì)

2、算。采用索控制中的未知荷載系數(shù)的功能，利用反力、位移、內(nèi)力為零以及最小最大值作為約束條件，求出了最小誤差范圍內(nèi)的能夠滿足上述約束條件的最佳荷載系數(shù)，然后，根據(jù)拉索的未知荷載系數(shù)，利用影響矩陣法計(jì)算得到拉索的初拉力。
　　對(duì)于傾斜的主塔，主跨斜拉索的水平投影長度隨著傾角的增大而增大，從而其非線性效應(yīng)也隨之增大。因此對(duì)斜塔傾角和拉索非線性之間的關(guān)系進(jìn)行研究也是必要的。以景觀大橋?yàn)楸尘?，以等效彈性模量法，?duì)斜塔傾角對(duì)斜拉索非線性的影響，

3、進(jìn)行了研究。得出了結(jié)論，隨著索塔傾角的增大，主跨拉索的垂度效應(yīng)對(duì)主梁的撓度影響增強(qiáng)，但這并不是一個(gè)線性關(guān)系;隨著索塔傾角的增大，拉索非線性對(duì)主梁剛度的影響要大于對(duì)索塔剛度的影響;隨著斜塔傾角的增大，拉索對(duì)主梁的豎向支撐作用減弱，導(dǎo)致整孔主梁剛度降低，從而撓度增大。
　　以MIDAS/CIVIL有限元軟件為平臺(tái)，以5°為級(jí)差建立橋塔角度分別為60°、65°、70°、75°、80°、85°、90° MIDAS/CIVIL模型，對(duì)景觀大

4、橋進(jìn)行了分析，計(jì)算提取位移結(jié)果，并分別對(duì)關(guān)鍵截面如，梁的中跨跨中位置、塔頂位置，在短期荷載組合和長期荷載組合下的位移進(jìn)行了分析比較。得出了以下結(jié)論，對(duì)于梁來講，中跨跨中對(duì)溫度變化、橫向風(fēng)載、縱向風(fēng)載比較敏感;而對(duì)于塔來講，溫度荷載塔頂位移影響不大。綜合梁和塔的位移情況，橋塔角度為75°的斜拉橋，主梁撓度比較小，變形較小。塔梁固結(jié)點(diǎn)，始終處于壓彎狀態(tài)，橋塔角度為75°的斜拉橋其力學(xué)性能良好，橋塔角度為60°的斜拉橋其力學(xué)性能較差;總之，橋

5、塔角度越接近75°，其力學(xué)性能較好。
　　在保持其他參數(shù)不變的前提下，當(dāng)橋塔向岸邊傾斜時(shí)，斜塔傾角增大時(shí)，主跨主梁的整體剛度將降低，而橋塔的剛度將增強(qiáng)，即塔和梁的剛度對(duì)某個(gè)參數(shù)改變的響應(yīng)是不同的。因此對(duì)梁塔剛度比進(jìn)行參數(shù)分析是十分必要的。結(jié)合該橋的特點(diǎn)，可以得出如下結(jié)論，在梁塔剛度比較小的情況下，斜塔傾角的變化對(duì)主梁撓度的影響較大，而對(duì)主梁彎矩影響較小;反之，在梁塔剛度比較大的情況下，斜塔傾角變化對(duì)主梁的彎矩影響較大，對(duì)主梁撓度影