预应力混凝土单索面宽箱梁斜拉桥抗风抗震性能研究

摘要

单索面斜拉桥的出现，在一定程度上改善了双索面斜拉桥视野受到两边拉索限制的问题，但同时也存在结构抗扭性能弱的问题，尤其是处于施工状态的斜拉桥。由于结构体系处于不断转换，结构尚未形成最终的体系，结构刚度更小，风和地震作用下结构的变形和稳定性问题将可能更加突出。为此，本文以富阳鹿山大桥为工程背景，对其在施工和成桥状态的结构抗风和抗震性能进行研究，主要包括以下几方面的工作：
　　 首先，采用MIDAS/Civil软件进行合理施工和成桥状态的确定分析；其次，采用子空间迭代法进行了成桥以及关键施工阶段结构动力特性的变化分析；再次，分别采用结构三维非线性空气静力分析程序(BSNAA)和桥梁结构三维颤振分析程序(FLUTTER)进行了成桥以及关键施工阶段结构的空气静力和动力稳定性分析；最后，采用反应谱分析方法进行结构的抗震性能分析。通过数值分析，揭示了单索面宽箱梁斜拉桥成桥以及关键施工阶段结构的动力特性、抗风和抗震性能的变化规律及其机理。
　　 研究结果表明：随着桥面主梁拼装的不断推进，(1)结构一阶竖弯、侧弯和扭转频率均呈现下降趋势，初期下降幅度大，后期则呈缓慢下降态势；(2)结构的静风和动力风失稳风速呈单调下降趋势，最低的静风和动力风失稳临界风速均出现在成桥阶段；(3)在抗震性能分析中，应特别关注桥塔和主梁的横向位移及其相应内力。