預(yù)應(yīng)力混凝土折線塔斜拉橋力學(xué)特性的研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力混凝土折線塔斜拉橋是一種新型的斜拉橋結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)新穎，造型獨(dú)特，具有良好的景觀效果。沈陽(yáng)市富民橋是世界上第一座也是至今為止唯一一座預(yù)應(yīng)力混凝土折線塔單索面斜拉橋，其與直塔斜拉橋和斜塔斜拉橋相比，結(jié)構(gòu)的受力和施工方法發(fā)生了很大的變化。本文以該橋?yàn)楣こ瘫尘?，?duì)橋梁特殊結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行了理論分析，并利用現(xiàn)代有限元數(shù)值方法和模型試驗(yàn)方法，對(duì)混凝上折線塔斜拉橋的主要力學(xué)特性進(jìn)行了分析研究。
　　斜拉橋的主塔主要承受斜拉索傳遞的巨大軸

2、力，同時(shí)承受一定不平衡荷載下的彎矩。但對(duì)于折線塔斜拉橋來(lái)說(shuō)，由于主塔存在折角，在主塔軸線發(fā)生變化的折角處巨大的軸向力傳遞方向發(fā)生了變化，因此折角處將產(chǎn)生一較大水平向拉力，導(dǎo)致折線塔塔壁產(chǎn)生面外彎曲，因此國(guó)外已建折線塔斜拉橋均采用鋼塔來(lái)解決折角處的應(yīng)力集中等問(wèn)題。本文從分析混凝土折線塔的受力特點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)有限元數(shù)值分析和模型試驗(yàn)研究，對(duì)混凝土折線塔錨固區(qū)、主塔折角等關(guān)鍵部位的力學(xué)特性進(jìn)行了分析研究。
　　對(duì)國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)斜拉橋合理成橋索

3、力和合理施工索力的優(yōu)化方法進(jìn)行了分析研究，比較了各種優(yōu)化方法的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)折線塔斜拉橋的靜力平衡特征，給出預(yù)應(yīng)力混凝土折線塔斜拉橋主要構(gòu)件尺寸的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)一步采用最小彎曲能量法并結(jié)合假載法及內(nèi)力平衡法來(lái)確定混凝土折線塔斜拉橋合理成橋索力。充分考慮到混凝土折線塔施工階段的受力特點(diǎn)，確定主塔的澆筑順序，采用最小二乘法對(duì)全橋進(jìn)行正裝迭代計(jì)算確定拉索初張力。
　　分別采用反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法，對(duì)同等跨徑下的預(yù)應(yīng)力混凝土直塔斜拉橋和預(yù)應(yīng)力

4、混凝土折線塔斜拉橋在支承體系和不對(duì)稱體系下的抗震性能進(jìn)行了分析研究。分析結(jié)果表明預(yù)應(yīng)力混凝土直塔斜拉橋和預(yù)應(yīng)力混凝土折線塔斜拉橋動(dòng)力特性基本吻合，主塔造型的改變對(duì)斜拉橋的動(dòng)力特性的影響比較小。不對(duì)稱體系頻率計(jì)算值普遍高于支承體系，不對(duì)稱體系斜拉橋整體剛度大于支承體系，兩種體系在地震荷載作用下，塔頂位移和梁端位移相差不大，因此，采用不對(duì)稱體系可以省去其中一個(gè)主塔下造價(jià)昂貴的大噸位支座，并且有利于橋梁的日后維修養(yǎng)護(hù)工作。
　　依據(jù)相似