波形钢腹板组合箱梁多塔斜拉桥力学特性分析

摘要

波形钢腹板PC组合箱梁桥，相比普通混凝土箱梁，耐久性和经济性显著，适用于不同结构形式的桥梁，波形钢腹板多塔斜拉桥将波形钢腹板组合箱梁巧妙应用到斜拉桥中，发挥并结合2种结构的特点。南昌朝阳大桥主桥通航孔桥为波形钢腹板PC组合箱梁六塔连续单索面斜拉桥，是世界上第一座波形钢腹板多塔斜拉桥，它的修建将对波形钢腹板应用在复杂桥型中产生深远影响。
　　本文以南昌朝阳大桥为实例，采用Midas Civil建立多种波形钢腹板多塔斜拉桥模型并对比分析。
　　首先，从桥跨布置、上部结构体系、墩塔支承及减震措施等方面探讨波形钢腹板多塔斜拉桥结构特点，南昌朝阳大桥为提高体系刚度，采用塔梁固结梁墩分离结构体系，并在桥塔处设置双支座；
　　其次，对比分析各种索力调整方法的原理，建立朝阳大桥civil模型，选定调索方案，采用未知荷载系数功能计算拉索初拉力，对其索力调整优化，通过倒拆分析及考虑未闭合力正装分析确定施工阶段索力。
　　接着，模拟朝阳大桥施工过程，验算其在施工、成桥、运营阶段承载力，塔、梁、索应力，主梁挠度、塔偏位均满足规范要求；
　　然后，通过改变波形钢腹板多塔斜拉桥结构体系、塔数、桥跨布置、塔高等设计参数，分析多塔斜拉桥受力特征的变化。得出：波形钢腹板多塔斜拉桥宜采用塔梁固结、梁墩分离结构体系，较合理的边中跨为0.53，推荐的高跨比为0.30；
　　最后，对比分析波形钢腹板与混凝土箱梁多塔斜拉桥的静力特性及自振特性。波形钢腹板六塔斜拉桥相比混凝土六塔斜拉桥，自重减轻约11％,纵向抗弯刚度减小约5.4%,自振频率减小约4.5%，主梁挠度相对较大、主梁弯矩相对较小，拉索索力相对较大，塔弯矩相对较大，塔位移相对较大。

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主要符号说明

第一章 绪论

1.1 波形钢腹板多塔斜拉桥国内外发展概况

1.2 波形钢腹板多塔斜拉桥的主要特点

1.3 本文的研究思路及内容

第二章 波形钢腹板多塔斜拉桥结构设计

2.1 工程概况

2.2 桥跨布置

2.3 上部结构体系

2.4 塔墩支承及减震措施

2.5 施工方法及流程

第三章 波形钢腹板多塔斜拉桥索力计算及测试

3.1 成桥荷载合理状态

3.2 调索理论

3.3 全过程索力计算及调整

3.4 施工阶段索力测定

3.5 本章小结

第四章 波形钢腹板多塔斜拉桥静力特性分析

4.1 分析模型的建立

4.2 朝阳大桥计算结果分析

4.3 波形钢与混凝土腹板箱梁多塔斜拉桥静力特性对比分析

4.4 波形钢腹板多塔斜拉桥结构参数分析

4.5 本章小结

第五章 波形钢腹板多塔斜拉桥自振特性分析

5.1 动力特性分析方法

5.2 动力分析模型的建立

5.3 自振特性分析比较

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间科研成果

致谢