混合梁斜拉橋邊跨部分或全部采用混凝土主梁、中跨全部或部分采用鋼梁,邊中跨的剛度和恒載比相差較大,邊跨對(duì)中跨起到很好的錨固和壓重作用。混合梁斜拉橋兼具鋼與混凝土兩種材料的優(yōu)點(diǎn),結(jié)構(gòu)性能和經(jīng)濟(jì)性具有較好的平衡,在特殊地形條件中優(yōu)越性明顯。由兩種不同材料構(gòu)成主梁(塔)的斜拉橋,與鋼斜拉橋、混凝土斜拉橋的結(jié)構(gòu)特性存在較大區(qū)別。本文以一獨(dú)塔非對(duì)稱混合梁混合塔斜拉橋?yàn)楣こ瘫尘?通過(guò)有限元軟件MIDAS/CIVIL建立包含梁、桁架單元組成的全橋空間有限元模型,計(jì)算分析橋梁在施工階段的靜力學(xué)性能和運(yùn)營(yíng)階段靜動(dòng)力學(xué)性能。采用多重Ritz向量法計(jì)算考慮樁-土效應(yīng)的橋梁自振特性,并采用反應(yīng)譜法對(duì)該橋的地震響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算分析。最后采用有限元軟件MIDAS/FEA建立主塔鋼-混結(jié)合段空間有限元模型,計(jì)算分析結(jié)合段在正彎矩最大和負(fù)軸力最大荷載組合下的應(yīng)力分布。本論文通過(guò)對(duì)非對(duì)稱混合梁斜拉橋靜動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行研究,背景工程斜拉橋在施工階段和運(yùn)營(yíng)階段的變形和受力均滿足要求,該橋的施工方法是安全可行的。主塔上部采用鋼塔的形式有效的控制了塔中部薄弱截面受力不利和主塔全部采用混凝土結(jié)構(gòu)引起的塔身自重過(guò)大的問(wèn)題;主塔底部采用了混凝土塔,避免了全部采用鋼塔導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變形較大的問(wèn)題。該斜拉橋第一階頻率為0.68Hz,第一階振型為主塔橫彎,且該斜拉橋具有頻率密集和振型耦合的特點(diǎn)。地震作用和永久作用組合下,主墩墩底和塔腳處內(nèi)力很大,該部位在設(shè)計(jì)上應(yīng)重視;承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下,主塔鋼-混結(jié)合部應(yīng)力滿足強(qiáng)度要求,且應(yīng)力水平較低,各板件連接部位均有不同程度的應(yīng)力集中現(xiàn)象,承壓板在與鋼塔中腹板連接位置靠近人孔處應(yīng)力集中較為突出,但應(yīng)力集中范圍很小,應(yīng)嚴(yán)格保證各構(gòu)件間焊接質(zhì)量并采取構(gòu)造措施。本文研究成果對(duì)該類橋梁設(shè)計(jì)和施工具有一定的借鑒意義。
【學(xué)位單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U448.27
【部分圖文】：

合段每側(cè)均伸入主跨 21.5m[24]。主跨為 518m 的汕頭y石大橋于 1999 年建成運(yùn)營(yíng)，主梁采用混合梁后，既解決了邊中跨比例不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，剛度較大的混凝土主梁又為端錨索提供了可靠的錨固剛度，有效限制了主塔的縱向變形。于 2000 年建成的武漢白沙洲長(zhǎng)江大橋，其跨徑組成為 50m+180m+618m+180m+50m，該橋采用了先塔上掛索后梁端軟牽引的施工工藝，為后續(xù)斜拉橋掛索施工積累了經(jīng)驗(yàn)[25]。隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速推進(jìn)，混合梁斜拉橋迎來(lái)了發(fā)展的黃金期。2004 年建成的主跨 310m 的塘沽海河大橋，采用混合梁斜拉橋設(shè)計(jì)方案，是一座中小跨徑的混合梁獨(dú)塔斜拉橋。后來(lái)建成的主跨達(dá) 1018m 的香港 Stone-cutters 橋和 926m 的鄂東長(zhǎng)江大橋，充分利用了當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，體現(xiàn)了混合梁斜拉橋在超大跨徑斜拉橋領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。目前在建的主跨 920m 的嘉魚(yú)長(zhǎng)江大橋，其北岸邊跨采用預(yù)應(yīng)力混凝土主梁，南岸邊跨和主跨采用了鋼主梁，是一座不對(duì)稱雙塔混合梁斜拉橋，較好的平衡了地質(zhì)地形條件、防洪要求、施工技術(shù)和工程投資等因素，再次突出了混合梁斜拉橋?qū)μ厥獾匦芜m應(yīng)性。世界超大跨度斜拉橋中混合梁斜拉橋占比較大，基于現(xiàn)有的材料及科技水平，可以推測(cè)，混合梁斜拉橋在超大跨徑斜拉橋領(lǐng)域?qū)⒄紦?jù)重要地位。

合段每側(cè)均伸入主跨 21.5m[24]。主跨為 518m 的汕頭y石大橋于 1999 年建成運(yùn)營(yíng)，主梁采用混合梁后，既解決了邊中跨比例不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，剛度較大的混凝土主梁又為端錨索提供了可靠的錨固剛度，有效限制了主塔的縱向變形。于 2000 年建成的武漢白沙洲長(zhǎng)江大橋，其跨徑組成為 50m+180m+618m+180m+50m，該橋采用了先塔上掛索后梁端軟牽引的施工工藝，為后續(xù)斜拉橋掛索施工積累了經(jīng)驗(yàn)[25]。隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速推進(jìn)，混合梁斜拉橋迎來(lái)了發(fā)展的黃金期。2004 年建成的主跨 310m 的塘沽海河大橋，采用混合梁斜拉橋設(shè)計(jì)方案，是一座中小跨徑的混合梁獨(dú)塔斜拉橋。后來(lái)建成的主跨達(dá) 1018m 的香港 Stone-cutters 橋和 926m 的鄂東長(zhǎng)江大橋，充分利用了當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，體現(xiàn)了混合梁斜拉橋在超大跨徑斜拉橋領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。目前在建的主跨 920m 的嘉魚(yú)長(zhǎng)江大橋，其北岸邊跨采用預(yù)應(yīng)力混凝土主梁，南岸邊跨和主跨采用了鋼主梁，是一座不對(duì)稱雙塔混合梁斜拉橋，較好的平衡了地質(zhì)地形條件、防洪要求、施工技術(shù)和工程投資等因素，再次突出了混合梁斜拉橋?qū)μ厥獾匦芜m應(yīng)性。世界超大跨度斜拉橋中混合梁斜拉橋占比較大，基于現(xiàn)有的材料及科技水平，可以推測(cè)，混合梁斜拉橋在超大跨徑斜拉橋領(lǐng)域?qū)⒄紦?jù)重要地位。

充分利用了當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，體現(xiàn)了混合梁斜拉橋在超大跨徑斜拉橋領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。目前在建的主跨 920m 的嘉魚(yú)長(zhǎng)江大橋，其北岸邊跨采用預(yù)應(yīng)力混凝土主梁，南岸邊跨和主跨采用了鋼主梁，是一座不對(duì)稱雙塔混合梁斜拉橋，較好的平衡了地質(zhì)地形條件、防洪要求、施工技術(shù)和工程投資等因素，再次突出了混合梁斜拉橋?qū)μ厥獾匦芜m應(yīng)性。世界超大跨度斜拉橋中混合梁斜拉橋占比較大，基于現(xiàn)有的材料及科技水平，可以推測(cè)，混合梁斜拉橋在超大跨徑斜拉橋領(lǐng)域?qū)⒄紦?jù)重要地位。圖 1.1 諾曼底大橋 圖 1.2 多多羅大橋

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