论文摘要
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。
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摘要ABSTRACT目录符号说明第一章 绪论1.1 单索面斜拉桥体系发展的现状1.1.1 斜拉桥的发展概况1.1.2 单、双索面斜拉桥的比较1.2 单索面双塔斜拉桥的国内外发展现状1.3 单索面斜拉桥抗风抗震研究现状1.3.1 合理施工及成桥状态确定研究1.3.2 动力特性研究1.3.3 抗风性能研究1.3.3.1 静风稳定性研究1.3.3.2 颤振稳定性研究1.3.4 抗震性能研究1.4 目前研究存在的问题和不足1.5 本论文的研究意义和目的1.6 本论文的主要工作第二章 单索面斜拉桥合理施工及成桥状态确定2.1 引言2.2 合理成桥确定的计算理论2.2.1 未知系数法2.2.2 求解结构的初始状态2.3. 鹿山大桥简介2.3.1 主梁2.3.2 主塔2.3.3 斜拉索2.3.4 下部结构2.3.5 计算荷载2.4 斜拉桥有限元模型的建立2.4.1 主梁和主塔2.4.2 斜拉索2.4.3 边界模拟2.4.4 基础的模拟2.5 合理成桥状态的确定2.5.1 合理成桥索力计算结果2.5.2 成桥合理线形的确定2.6 斜拉桥合理施工状态的确定2.6.1 施工阶段的划分及正装过程的模拟2.6.2 合理施工初拉力确定2.6.3 施工过程主梁的计算分析2.7 本章小结第三章 单索面斜拉桥动力特性分析3.1 引言3.2 结构动力特性分析理论3.3 结构动力特性分析软件计算流程3.3.1 结构动力特性的计算流程3.4 成桥状态动力特性分析3.5 施工阶段结构动力特性分析3.5.1 最大双悬臂3.5.2 最大单悬臂3.5.3 中跨合拢3.6 本章小结第四章 单索面斜拉桥施工阶段抗风稳定性分析4.1 引言4.2 单索面斜拉桥施工阶段静风稳定性分析4.2.1 线性分析理论4.2.2 桥梁结构三维非线性分析理论[15]4.2.3 鹿山大桥成桥阶段静风分析4.2.4 鹿山大桥施工过程静风分析4.2.4.1 最大双悬臂阶段4.2.4.2 最大单悬臂阶段4.2.4.3 中跨合拢阶段4.3 单索面斜拉桥施工全过程的颤振稳定性分析4.4 三维多模态颤振的有限元分析方法4.4.1 自激气动力计算模型4.4.2 单元气动力矩阵4.4.3 运动模态方程4.4.4 分析流程4.5 施工过程空气动力稳定性分析4.6 本章小结第五章 单索面斜拉桥施工全过程的抗震性能研究5.1 引言5.2 反应谱分析方法5.2.1 反应谱振型组合方法5.3 单索面斜拉桥成桥阶段抗震性能分析5.4 单索面斜拉桥施工过程抗震性能分析5.4.1 最大双悬臂阶段5.4.2 最大单悬臂阶段5.4.3 中跨合拢阶段5.5 本章小结第六章 总结与展望6.1 研究工作及主要结论6.1.1 斜拉桥合理成桥和施工过程的分析6.1.2 斜拉桥施工过程的动力特性6.1.3 斜拉桥施工过程的静风稳定性6.1.4 斜拉桥施工过程的颤振稳定性6.1.5 斜拉桥施工过程的抗震性能6.2 展望参考文献致谢攻读学位期间发表的学术论文
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