[博士]矮塔斜拉橋設計理論核心問題研究

內容簡介

　　[博士]矮塔斜拉橋設計理論核心問題研究　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：同濟大學　　學位年度：2005　　矮塔斜拉橋是一種組合結構體系，其力學性能介于連續(xù)梁橋和斜拉橋之間。由于其良好的經濟特性和美學效果，近些年在國內外得到了快速發(fā)展。本文試圖全面深入地研究矮塔斜拉橋設計理論中存在的問題，并提出新的設計方法。　　 1、文中首先簡述矮塔斜拉橋的起源和發(fā)展狀況，總結了發(fā)展中存在的一些主要問題。討論了該體系的中英文名稱，并指出拉索傾角和應力變幅是矮塔斜拉橋和常規(guī)斜拉橋最根本的區(qū)別?！　? 提出了索梁活載比的概念，推導了不同支承條件下均布荷載作用時單塔、雙塔、多塔的矮塔斜拉橋的索梁活載比計算公式，并用有限元分析結果對公式進行了驗證。進一步研究表明，索梁活載比小于為0.5時，可界定出典型的(剛梁柔塔)矮塔斜拉橋。隨后研究了各結構參數與索梁活載比的關系。索梁活載比包含了矮塔斜拉橋的塔、梁、索以及支承條件等的主要結構特征，有助于概念設計階段把握結構的總體特性?！　? 2、為了研究斜拉體系橋的總體剛度，提出了名義剛度和塔梁剛度比的概念，并推導了相應的表達式;討論了影響斜拉體系橋剛度的因素;并提出可將塔梁剛度比作為非典型的(柔梁剛塔)矮塔斜拉橋和斜拉橋區(qū)分指標?！　? 3、以設計強度扣除活載及其他荷載效應的應力區(qū)間，作為主梁上下緣的恒載應力可行區(qū)域;引入索力和預應力的影響矩陣，利用調值原理，以拉索和預應力筋的綜合費用最小為目標，解決了拉索和預應力筋的優(yōu)化配置問題。　　利用ANSYS的二次開發(fā)功能，編制了相應的計算程序?！　? 并以實橋為對象，檢驗了索力和預應力的優(yōu)化理論.結果表明，本方法計算的拉索和預應力筋的綜合費用只需實橋的4}.9%，體現(xiàn)了很高的實用價值?！　? 4、收集了國內己建的連續(xù)梁〔剛構)、矮塔斜拉橋和斜拉橋的資料，統(tǒng)計了其主梁混凝上、普通鋼筋、預應力鋼筋的指標，并根據跨徑擬合了各自的經濟指標公式:利用推導的經濟指標公式，得出了矮塔斜拉橋的經濟跨徑。　　簡要地總結了矮塔斜拉橋的主梁和主塔的設計參數，并參考國內外情況，對拉索的安全系數和容許應力，提出了實用確定方法?！　? 5、最后結合本文的研究結果，提出了矮塔斜拉橋設計的新思路，并與傳統(tǒng)的設計過程進行了比較。

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