新型獨(dú)塔斜拉剛構(gòu)組合橋空間受力分析與施工監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、廣珠城際輕軌西江特大橋以獨(dú)塔斜拉與連續(xù)剛構(gòu)組合的新結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)新穎，為鐵路橋梁首次采用。作者所在課題組承擔(dān)了該橋的空間受力特性仿真分析和現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)測(cè)控制工作。本文以此斜拉剛構(gòu)組合橋?yàn)楸尘?，深入分析研究了?dú)塔斜拉和連續(xù)剛構(gòu)兩種體系在組合體系中的受力性能及在組合結(jié)構(gòu)中的作用。主要研究工作和結(jié)論如下：
　　 論述了矮塔斜拉橋的稱謂與界定及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，給出了斜拉索豎向分擔(dān)率的概念。通過(guò)該斜拉剛構(gòu)組合橋二恒前后斜拉索豎向荷載分擔(dān)

2、率和運(yùn)營(yíng)階段拉索應(yīng)力變幅的有限元計(jì)算分析，得出斜拉剛構(gòu)組合橋型豎向荷載分擔(dān)率為13.2％、最大應(yīng)力變幅為72MPa，其受力行為體現(xiàn)出矮塔斜拉橋的力學(xué)本質(zhì)，可據(jù)此把斜拉剛構(gòu)組合橋定義為矮塔斜拉橋或部分斜拉橋的一種特殊形式，從而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可參考矮塔斜拉橋設(shè)計(jì)進(jìn)行。
　　 以Midas/Civil2006為平臺(tái)，介紹了其空間有限元模型的建模策略，采用子空間迭代法對(duì)這種獨(dú)特的組合體系進(jìn)行了動(dòng)力特性分析，給出前10階頻率和相應(yīng)的振型，同時(shí)，

3、分別計(jì)算了恒載集度、彈性模量?jī)煞N主要結(jié)構(gòu)參數(shù)變化以及是否考慮樁土作用對(duì)動(dòng)力特性的影響。最后，與同跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋的動(dòng)力特性進(jìn)行了對(duì)比分析。計(jì)算結(jié)果表明：西江斜拉剛構(gòu)組合橋振動(dòng)特性兼有斜拉橋和剛構(gòu)橋的特點(diǎn)，受恒載集度和彈性模量等結(jié)構(gòu)參數(shù)變化影響較大。
　　 采用空間有限元模型，根據(jù)實(shí)際施工過(guò)程，計(jì)算了西江斜拉剛構(gòu)組合橋各個(gè)施工階段下的內(nèi)力、應(yīng)力和變形情況，分析了主橋關(guān)鍵部位在各種荷載作用下隨施工階段的應(yīng)力變化。計(jì)算結(jié)果表明，斜拉連續(xù)

4、剛構(gòu)組合橋在施工過(guò)程中體現(xiàn)出組合橋體系的受力特性，是以連續(xù)剛構(gòu)為主的結(jié)構(gòu)受力體系；同時(shí)，斜拉索的受力行為增大了主梁根部的正應(yīng)力，降低了跨中正彎矩，改善了結(jié)構(gòu)受力。斜拉索對(duì)結(jié)構(gòu)起到了“剛度保持”的作用。
　　 針對(duì)西江斜拉剛構(gòu)組合橋和同孔跨同截面尺寸連續(xù)剛構(gòu)橋，進(jìn)行了運(yùn)營(yíng)階段荷載工況下的主梁內(nèi)力、應(yīng)力以及撓度對(duì)比分析，結(jié)果表明，組合橋受力狀態(tài)較同跨度連續(xù)剛構(gòu)橋得到明顯改善，主梁變形得到有效控制。
　　 介紹了斜拉剛構(gòu)組合橋