独塔单索面斜拉桥主梁扭转性能研究

摘要

箱形截面是目前桥梁中广泛采用的一种截面形式，具有优良的结构受力性能，但箱梁的约束扭转分析则较为复杂，本文介绍了基于广义弯曲理论的传递矩阵法的基本原理和公式，论述了曲线桥梁的受力特点，并从中总结出分析曲线桥梁扭转性能的方法以借鉴到本文所研究单索面独塔斜拉桥上来。 对于复杂截面箱梁的扭转分析，需借助通用有限元程序对结构进行空间分析，本文以恩施施州大桥为研究对象，采用通用有限元程序ANSYS进行仿真分析，计算出模型在不同荷载工况作用下扭转畸变的效应，并讨论了横隔板的密度对主梁在偏心荷载作用下所产生畸变效应的影响程度。得出了以下一些主要结论：对于单索面独塔斜拉桥，二期恒载作用下，梁体的变形比较小，主梁横截面上主梁的纵向正应力分布很不均匀，和普通梁理论的计算结果有很大的差异；除集中力荷载作用处的扭转畸变正应力较大和有应力突变外，其他各荷载工况作用下，扭转畸变正应力占活载弯曲正应力的比例很小，设计中可以忽略不计；悬臂施工中，变形控制是关键，需要考虑设置挠度和扭转角预拱度；设置横隔板可以显著减小箱梁在偏心荷载作用下的畸变效应，但横隔板对畸变的约束作用仅在距横隔板附近一定的距离内有较明显的效果。 本文分析所得的结论对单索面独塔斜拉桥的设计和施工有一定指导意义。