千米級多塔連跨懸索橋中間塔適宜剛度及連跨效應(yīng)研究.pdf

1、千米級多塔連跨懸索橋可有效減小錨碇尺寸、大幅降低岸線和土地資源占用、降低航道資源占用、減少深水基礎(chǔ)工程量和船只撞擊概率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益，是跨越寬闊水域的最佳橋型之一，發(fā)展前景廣闊。由于在傳統(tǒng)兩塔懸索橋的基礎(chǔ)上增設(shè)了中間塔，千米級多塔連跨懸索橋的結(jié)構(gòu)行為特性將發(fā)生很大的變化，“中間塔效應(yīng)”和“連跨效應(yīng)”是千米級多塔連跨懸索橋工程應(yīng)用中需要重點(diǎn)研究的兩個(gè)核心問題。目前，“中間塔效應(yīng)”和“連跨效應(yīng)”的力學(xué)特征、影響規(guī)律尚不明確，計(jì)算

2、分析方法需進(jìn)一步深化。
　　本文以泰州長江公路大橋的工程建設(shè)為背景，依托“十一五”國家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“多塔連跨懸索結(jié)構(gòu)及工程示范”(2009BAG15B00)，重點(diǎn)針對多塔連跨懸索橋的中間塔適宜剛度、偏位計(jì)算方法、連跨效應(yīng)等開展研究。主要工作如下:
　　(1)通過數(shù)值分析的方法，研究了不同塔梁連接、中間塔剛度變化對三塔、四塔、五塔懸索橋在活載作用下的中間塔效應(yīng)，分析了中間塔剛度變化對跨中撓度和主纜抗滑移系數(shù)的影響規(guī)律。

3、在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了中間塔適宜剛度的取值方法，并討論了《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65-05-2015）中關(guān)于結(jié)構(gòu)容許變形限值、抗滑移安全系數(shù)參數(shù)取值對多塔連跨懸索橋的適用性。
　　(2)基于撓度理論，建立了多塔懸索橋橋塔簡化受力模型，提出了塔頂縱向水平換算剛度解析計(jì)算方法，推導(dǎo)了橋塔偏位的簡化計(jì)算公式。采用該簡化計(jì)算公式，分析了主纜矢跨比、邊中跨比、橋塔剛度、主纜剛度和恒載等參數(shù)對多塔懸索橋中間塔塔頂最大縱向偏位的影

4、響規(guī)律。
　　(3)基于結(jié)構(gòu)影響線分析方法，通過有限元分析，研究了不同橋塔剛度、纜-梁連接及塔-梁連接型式等結(jié)構(gòu)參數(shù)對三塔懸索橋結(jié)構(gòu)性能的影響。進(jìn)而將橋塔數(shù)量擴(kuò)展到四塔至六塔，進(jìn)一步探討了大跨度多塔懸索橋的連跨效應(yīng)特征。
　　(4)開展1∶80三塔連跨懸索橋的靜動(dòng)力特性模型試驗(yàn)，分析了三塔連跨懸索橋施工階段和成橋階段的結(jié)構(gòu)特征和受力特性。在此基礎(chǔ)上，建立了五塔懸索橋試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，分析了五塔連跨懸索橋成橋階段受力特征和多塔連跨效應(yīng)