三索面地锚式斜拉桥静力性能研究及成桥索力确定

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1、分类号学校代码：10153UDC密级：公开硕士学位论文三索面地锚式斜拉桥静力性能研究及成桥索力确定作者姓名：卢月入学年份：2013年9月指导教师：王福春教授级高工学科专业：桥梁与隧道工程包龙生教授申请学位：工学硕士所在单位：交通工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：王立红答辩委员会组成：王立红、张海、宋福春、薛兴伟、王占飞论文评阅人：硕士研究生学位论文摘要I摘要三索面地锚式斜拉桥是一座结构造型奇特的斜塔斜拉桥,其结构新颖独特,造型独树一帜,具有良好的视觉景观效果。沈阳市沈北新区尚小规划路蒲河桥是迄

2、今为止辽宁省内仅有的一座非对称布索斜拉桥，较比直塔斜拉桥和斜塔无背索斜拉桥而言,构件的受力和施工顺序都发生了巨大的变化，基于上述情况，这类斜拉桥在外荷载作用下，结构的几何特性和力学特点就会与常规斜拉桥有着不同的表现规律。鉴于此类桥型目前修建为数不多，对其设计中将遇到的一系列问题进行全面系统的研究会有利于该桥型在工程中的进一步发展与壮大。空间三索面斜拉桥最大的特点是在恒载作用下既不同于常规对称结构斜拉桥主塔两侧的斜拉索水平力可保持平衡，又不同于无背索斜拉桥完全依靠倾斜桥塔的自重平衡主跨主梁的自重，此类非对称布索斜拉桥的后背索不仅可以为桥塔提供抵抗力矩,而且还可以通过调整索

3、力来改变整个桥梁的受力性能。本文以一座三索面地锚式斜拉桥作为工程背景,首先论述了常规直塔斜拉桥和无背索斜拉桥的结构受力特点，其次分析恒载作用下三索面地锚式斜拉桥结构的整体平衡和局部平衡的特点与条件以及它们之间相互关系；然后通过对三索面地锚式斜拉桥全桥整体静力性能的探讨，主要研究在合理成桥状态下桥塔、主梁、斜拉索等关键构件的应力、位移及拉索索力控制等方面的影响，进而把车辆荷载、温度荷载与成桥恒载对比得出影响结果。最后对国内外斜拉桥成桥索力优化方法进行研究分析，比较各种索力优化方法的优缺点和异同点，根据成桥索力优化的原则，阐明三索面地锚式斜拉桥成桥索力确定的步骤、恒载作用下

4、的结果分析及成桥合理索力分布的规律等结果。恒载状态下三索面地锚式斜拉桥的成桥索力变化比较均匀，距离桥塔由近至远呈现由小至大的分布规律；主梁上缘最大拉应力为17.05MPa，最大压应力为30.04MPa；下缘最大拉应力为13.29MPa，最大压应力为20.71MPa；主梁竖向最大位移为33.36mm,塔顶水平位移为28.94mm.主梁最大正弯矩出现在塔梁墩固结处，最大值为49000kN/m，最大负弯矩出现在钢主梁中间位置，其最大值为-1436kN/m；主塔最大负弯矩出现在主塔根部，其最大值为-15854kN/m；以上这一系列成果对以后的类似工程具有很大的指导意义和作用。关

5、键词：斜拉桥；非对称；地锚式；力学特性；静力性能；索力优化II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractThreecableplanecable-stayedbridgeisanchoredtoastructurepeculiarformoftheLeaningTowerbridge,itsstructureisnovelandunique,uniqueshape,withgoodvisuallandscapeeffect.ShenyangShenbeiPoRiverBridgeisstillsmallroadplanningisso

6、fartheonlyoneinLiaoningprovinceTendonDispositionasymmetricalcable-stayedbridge,cable-stayedbridgeandtheLeaningTowerthanoverstraightwithoutbackstayedbridge,thestructureofforceandconstructionmethodshaveundergonetremendouschanges.Basedontheabove,thistypeofcable-stayedbridgeunderexternalload

7、s,geometriccharacteristicsandmechanicalcharacteristicsofthestructureoftheconventionalcable-stayedbridgewillhavedifferentperformancerule.Inviewofsuchabridgebuiltnowoneofthefewcomprehensiveandsystematicstudywillfacilitatefurtherdevelopmentandstrengtheningofthebridgetypeinit