自锚式悬索与斜拉组合结构体系桥梁受力性能与安全评价.ppt

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1、长安大学教授徐岳自锚式悬索与斜拉组合结构体系桥梁受力性能与安全评价2主要内容立项背景研究思路研究内容及结果分析主要研究成果成果应用与验证31、依托工程本项目研究以京杭运河常州市区段改线工程中的龙城大桥为工程依托。龙城大桥是常州清凉路跨运河大桥，主桥跨径组合为：72+114+30m，中跨采用悬索结构，主缆锚固于纵梁端部，另一端经过次塔后散成7根次缆锚固于主塔；主塔边跨设置5根斜拉背索，用以平衡主缆的拉力。是国内首座自锚式悬索与斜拉组合结构体系桥梁。立项背景4依托工程—立项背景52、桥型特点立项背景

2、龙城大桥同时具有空间结构、柔性缆索体系、组合体系(包括自锚式悬索与斜拉力学体系组合、钢与混凝土不同材料组合及现浇与预制安装不同施工方法组合)等特点，是一座力求反映历史文化特色和现代化建设风貌的城市标志性建筑。63、主要问题立项背景设计、施工、使用及管理高度耦合人字形吊杆施力相干效应显著计算建模复杂，结果收敛困难施工及使用阶段结构安全性能施工？设计？使用？7研究思路结构理论分析数值仿真分析结构模型试验受力性能与安全评价研究实桥施工监控成桥荷载试验应用验证成果8技术路线—研究思路9研究内容及结果分析

3、空间主缆倾斜吊索组合结构体系桥吊索张拉技术施工过程中结构力学行为分析运营阶段结构受力性能研究特殊状态下结构受力性能研究施工阶段结构风险识别与安全评价使用阶段结构风险识别与安全评价结构安全对策受力性能安全评价10主缆、斜拉索和斜吊杆采用索单元主梁和主塔采用空间梁单元主缆以模型实测得到的初始安装线形位置模拟分析方法理论与仿真分析（受力性能）11理论与仿真分析结果（受力性能）缆索体系张拉技术12345678910121112施工阶段斜吊索力变化曲线（kN）第1批第2批第3批第4批理论与仿真分析成果（受

4、力性能）13施工阶段分缆力变化曲线（kN）理论与仿真分析成果（受力性能）14成桥状态下斜吊索的恒载力与张拉力（kN）理论与仿真分析成果（受力性能）15模型试验—研究方法（受力性能）验证、校核设计和计算分析理论直接观测大桥施工、使用阶段的力学行为分析组合结构体系的形成过程试验目的16模型按1:20的几何缩尺进行设计模型全长10.8m，边跨3.6m，中跨5.7m，短跨1.5m主塔桥面上高度为1.85m，桥面宽2.0m模型试验—研究方法（受力性能）17杠杆加载系统就是将杠杆的一个作用点设置在主梁底下的

5、槽道上（专为该试验进行设计和制作），另一个点设置在主梁的边腹板上，而杠杆的另一边加挂篮。杠杆加载系统的放大比设计为1：6杠杆加载系统（1：6）模型试验—研究方法（受力性能）18TDS-602数据采集仪可一次测量1000个点采用彩色LCD触摸屏各种图形可实时显示VisualLOGTDS-7130数据处理系统测点数据直接存储于计算机，可编制换算公式现场测试模型试验—研究方法（受力性能）19试验研究内容施工阶段模型试验调整斜吊杆力试验单根吊杆受力试验使用阶段模型试验更换斜拉索模型试验更换斜吊杆模型试验

6、试验测试于2006年6月20日开始，共进行两次试验（总计223个工况，约8.2万个数据）模型试验—研究方法（受力性能）20施工阶段模型试验结果11＃索夹z方向位移模型试验研究结果（受力性能）211、主缆X方向位移（成桥）2、主缆Y方向位移（成桥）3、主缆Z方向位移（成桥）123模型试验研究结果（受力性能）22根据试验结果与理论分析可知：施工阶段斜拉索力模型计算值与设计换算值变化规律一致，模型计算值与设计换算值吻合较好。模型试验研究结果（受力性能）斜拉索力（成桥）23更换斜拉索模型试验结果成桥状态

7、断C3斜拉索断C4斜拉索试验结果表明，断C3(或C4)斜拉索后，斜拉索索力发生明显的索力重分布现象，分布规律为C3(或C4)斜拉索邻近斜拉索索力值增加较大模型试验研究结果（受力性能）24更换斜吊杆模型试验结果成桥状态斜吊杆力断H13、H14斜吊杆力试验结果表明，在断H13、H14斜吊杆的力后，斜吊杆力发生明显的吊杆力的重分布现象，分布规律为H13、H14斜吊杆邻近斜吊杆力值增加较大，远离H13、H14斜吊杆的斜吊杆力值变化不明显模型试验研究结果（受力性能）25项目SSTSJ1SJ3SJ5SJ7S

8、J9SJ11北侧实测值成桥值2.8046.9070.1080.4087.3093.0093.20断吊杆2.8046.9070.1080.4085.3093.0093.20差值0.000.000.000.00-2.000.000.00南侧实测值成桥值-0.3041.7061.3081.9088.6095.2089.70断吊杆-0.3041.7061.3081.9086.7095.3089.70差值0.000.000.000.00-1.900.100.00在断H13、H14斜吊杆的力后，模型实测值的