預應(yīng)力混凝土折線塔斜拉橋力學特性的研究.pdf

1、預應(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，造型獨特，具有良好的景觀效果。沈陽市富民橋是世界上第一座也是至今為止唯一一座預應(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。本文以該橋為工程背景，對橋梁特殊結(jié)構(gòu)的力學特點進行了理論分析，并利用現(xiàn)代有限元數(shù)值方法和模型試驗方法，對混凝上折線塔斜拉橋的主要力學特性進行了分析研究。
　　斜拉橋的主塔主要承受斜拉索傳遞的巨大軸

2、力，同時承受一定不平衡荷載下的彎矩。但對于折線塔斜拉橋來說，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，導致折線塔塔壁產(chǎn)生面外彎曲，因此國外已建折線塔斜拉橋均采用鋼塔來解決折角處的應(yīng)力集中等問題。本文從分析混凝土折線塔的受力特點出發(fā)，通過有限元數(shù)值分析和模型試驗研究，對混凝土折線塔錨固區(qū)、主塔折角等關(guān)鍵部位的力學特性進行了分析研究。
　　對國內(nèi)外常見斜拉橋合理成橋索

3、力和合理施工索力的優(yōu)化方法進行了分析研究，比較了各種優(yōu)化方法的優(yōu)缺點。根據(jù)折線塔斜拉橋的靜力平衡特征，給出預應(yīng)力混凝土折線塔斜拉橋主要構(gòu)件尺寸的設(shè)計方法，進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，確定主塔的澆筑順序，采用最小二乘法對全橋進行正裝迭代計算確定拉索初張力。
　　分別采用反應(yīng)譜法和時程分析法，對同等跨徑下的預應(yīng)力混凝土直塔斜拉橋和預應(yīng)力

4、混凝土折線塔斜拉橋在支承體系和不對稱體系下的抗震性能進行了分析研究。分析結(jié)果表明預應(yīng)力混凝土直塔斜拉橋和預應(yīng)力混凝土折線塔斜拉橋動力特性基本吻合，主塔造型的改變對斜拉橋的動力特性的影響比較小。不對稱體系頻率計算值普遍高于支承體系，不對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，采用不對稱體系可以省去其中一個主塔下造價昂貴的大噸位支座，并且有利于橋梁的日后維修養(yǎng)護工作。
　　依據(jù)相似