斜拉桥索力研究 ——考虑未配合闭合力做斜拉桥施工阶段正装分析

论文摘要

斜拉桥将拉索和主梁有机地结合在一起,不仅桥型美观,而且根据所选的索塔型式以及拉索的布置能形成多种多样的结构形态,易与周边环境融合,是符合环境设计理念的桥梁形式之一。本文对现有的斜拉桥合理成桥状态的索力计算方法进行阐述和总结,讨论了合理成桥状态的标准。目前主要的计算分析方法有：刚性支承连续梁法、零位移法、内力平衡法、应力平衡法、指定应力法、弯曲能量最小法、弯矩最小法、用索量最小法、影响矩阵法。分析了国内外斜拉桥的发展概况和研究现状,讨论了斜拉桥合理成桥索力的确定方法,比较分析了各种优化方法的优劣,及计算过程中的注意事项。对现有的斜拉桥合理施工状态的索力计算方法进行阐述和总结。目前,在斜拉桥施工控制中,进行结构计算分析的方法主要有：前进分析、正装分析计算法,倒装分析法、正装一倒拆迭代法和无应力状态法。介绍了各种分析方法的计算步骤,注意事项,及其优、缺点。阐述了什么是未配合闭合力?未配合闭合力的产生及计算方法,以及如何考虑未配合闭合力做斜拉桥的正装分析。拉索和合拢段都考虑未闭合配合力进行斜拉桥正装分析时,初始平衡状态分析计算得出的初始荷载叠加未闭合配合力,作为施工阶段控制索力,则不进行倒拆分析,只进行正装分析也能使最终阶段结果与初始平衡状态分析结果相同。并辅以两个模型进行验证,一个为简单三塔模型,一个为工程实例高下大桥进行验证。通过本文的应用研究表明,考虑未配合闭合力,只进行斜拉桥正装分析,能使最终阶段的受力状态与成桥阶段的初始平衡状态的受力状态相同。该方法易于实施,计算工作量小,并能很好的考虑混凝土的收缩徐变引起的非线性影响,以及合拢之前所有阶段的加劲梁会因为自重、索拉力产生变形,合拢时合拢段只受自身的自重影响而不受其它结构的自重和索拉力的影响,导致的不闭合,具有推广价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 斜拉桥的特点
• 1.2 问题的提出
• 1.3 索力调整的目标
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 斜拉桥成桥索力确定方法
• 2.1 概述
• 2.2 斜拉桥成桥索力确定方法
• 2.3 能量观点方法
• 2.3.1 弯曲能量最小法
• 2.3.2 弯矩最小法
• 2.4 综合（优化）观点方法
• 2.4.1 用索量最小法
• 2.4.2 影响矩阵法
• 2.5 合理成桥状态确定原则的探讨
• 2.6 本章小结
• 第三章 确定合理施工状态的计算方法
• 3.1 概述
• 3.2 确定合理施工状态的计算方法
• 3.2.1 前进分析
• 3.2.2 倒退分析
• 3.2.3 状态比较法
• 3.2.4 正装迭代法
• 3.2.5 前进—倒退迭代法
• 3.2.6 无应力状态
• 3.2.7 影响矩阵法
• 3.3 本章小结
• 第四章 考虑未配合闭合力做拉桥施工阶段正装分析
• 4.1 斜拉桥正装分析和未闭合配合力
• 4.2 考虑未闭合配合力做正装分析的思路
• 4.3 未闭合配合力的计算
• 4.3.1 拉索
• 4.3.2 合拢段
• 4.4 测试例题4-1（三跨斜拉桥）
• 4.4.1 测试模型4—1的概况
• 4.4.2 初始平衡状态分析
• 4.4.3 考虑未闭合配合力的正装分析
• 4.4.4 正装分析的最终阶段结果
• 4.5 测试模型-2（高下大桥）
• 4.5.1 测试模型-2的概况（高下大桥）
• 4.5.2 初始平衡状态分析
• 4.5.3 施工阶段分析
• 4.6 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢