四塔單索面寬幅脊梁矮塔斜拉橋設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、矮塔斜拉橋由于優(yōu)越的結(jié)構(gòu)性能、良好的經(jīng)濟指標(biāo)及優(yōu)美的橋梁造型,在200m左右跨徑領(lǐng)域,具有極強的競爭能力。近年來,我國矮塔斜拉橋雖發(fā)展迅速,但日益發(fā)展的工程實踐和相對較少的基礎(chǔ)研究之間存在矛盾?，F(xiàn)有研究多集中于中小跨徑的窄幅結(jié)構(gòu),以工程歸納形成的構(gòu)造共識和分析理論難以有效解決大跨、寬幅和長聯(lián)矮塔斜拉橋工程中的實際問題。本文以江肇西江大橋為依托,圍繞多塔寬幅單索面矮塔斜拉橋設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)展開研究。通過理論歸納和仿真分析驗證,本文主要研究成果

2、和創(chuàng)新點如下:
　　 (1)針對大跨、長聯(lián)工況,創(chuàng)新性提出墩、塔、梁固結(jié)體系多塔單索面矮塔斜拉橋橋型方案,有效解決多塔結(jié)構(gòu)塔頂位移和結(jié)構(gòu)剛度等核心技術(shù)問題。
　　 (2)為弱化超寬截面自重效應(yīng),創(chuàng)新性提出寬幅脊梁斷面,通過采用長翼板加勁肋橋面體系和后澆段工序措施,有效改善主梁剪軸力滯效應(yīng):通過邊中腹板差異設(shè)計,以適應(yīng)邊中腹板受力的不均勻性。
　　 (3)系統(tǒng)研究矮塔斜拉橋整體參數(shù)變化敏感性,為塔高、邊中跨無索區(qū)長

3、度和邊中跨比等關(guān)鍵參數(shù)擬定提供理據(jù),由研究結(jié)論可知,高塔型矮塔斜拉橋是發(fā)展方向,跨中無索區(qū)長度趨于減少,邊中跨比取0.6時結(jié)構(gòu)整體受力較優(yōu)。
　　 (4)創(chuàng)新性提出預(yù)應(yīng)力配合比概念,系統(tǒng)研究斜拉索和體內(nèi)預(yù)應(yīng)力敏感度比值,綜合考慮二者造價因素、抵抗豎向荷載效應(yīng)和平抑主梁應(yīng)力效率的不同,提出斜拉索和體內(nèi)預(yù)應(yīng)力的最優(yōu)配置比例。
　　 (5)為使墩、塔、梁固結(jié)體系多塔矮塔斜拉橋成橋后期處于合理受力狀態(tài),對混凝土徐變、基礎(chǔ)模擬剛度

4、和混凝土自重荷載效應(yīng)進(jìn)行敏感性分析可知,徐變對墩身影響最為顯著,其值可達(dá)30％,其他兩項同樣不可忽略。
　　 (6)針對寬幅脊梁縱、橫向空間受力特征和后澆加勁橋面系復(fù)雜的受力機理,原有以縱向分析為主的橋梁設(shè)計方法存在局限,本文創(chuàng)新性提出能兼顧縱橫的空間設(shè)計方法。在此基礎(chǔ)上,通過橋梁仿真分析,系統(tǒng)研究不同階段、不同梁段剪軸力滯效應(yīng),為合理配束和設(shè)置后澆帶提供理據(jù);系統(tǒng)研究邊中腹板受力不均勻性,提出不均性系數(shù)為1.3左右,據(jù)此精當(dāng)擬

5、定脊梁斷面腹板厚度;明晰加勁肋橋面系受力機理,明確橫向剪力滯系數(shù)和后澆帶滯后澆筑可行時域。
　　 (7)通過動力特性分析可知,矮塔斜拉橋動力特性較接近于連續(xù)梁橋,振型主要由主梁剛度控制,主塔剛度只對主塔自身振動有影響。抗風(fēng)和抗震對結(jié)構(gòu)設(shè)計制約較少。
　　 (8)系統(tǒng)研究矮塔斜拉橋景觀設(shè)計和斜拉索耐久性設(shè)計,在設(shè)計之初即采取有效措施,確保超大噸位拉索的可養(yǎng)護性和可更換性。換索研究表明,在不中斷交通的條件下,考慮到荷載的不確