1. 研究目的与意义
斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料。斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。
由于斜拉桥的基本构件特征和结构形式的不同,演变出了形形色色的斜拉桥桥型。按孔跨的布局,可分为独塔双跨式、双塔三跨式和多塔多跨式等;按索面数则可分为单索面、双索面及三索面;按索面形状可分为辐射形、竖琴形和扇形;在密索体系的前提下,按塔、梁和墩的相互连接方式,斜拉桥的结构体系可分为漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系和塔梁墩固结体系等。
斜拉桥的结构特点是由索塔引出的斜拉索作为梁跨的弹性中间支承,以降低梁跨的截面弯矩,减轻梁重,提高了梁的跨越能力。此外,斜拉索的水平分力对钢筋混凝土主梁产生的轴向预加压力的作用,此水平分力增强了主梁的抗裂性能,减少了高强度钢材的用量。斜拉桥的结构分析与传统的梁桥或桁架桥的结构分析相比,几何非线性的影响尤为突出。影响因素也多,特别是大跨度的斜拉桥,由于拉索较长,索自重产生的垂度较大,索的伸长量与索的拉力不成正比关系。
2. 国内外研究现状分析
斜拉桥的构想起源予17世纪,限于材料性能,建成不久即被海汰。20世纪中叶,出现了高强钢丝、正交异性钢板梁及电子计算机等,斜拉桥这种形式才被人们重新考虑,由于其优越的经济性和技术先进性使其大量推广。另外由于斜拉桥的梁、索和塔,尤其是索,都各自可以有种种布置方式和各种形式,突出直线感和柔细感,在景观方面有新颖的特点。斜拉桥逐渐成为人们喜爱的桥梁结构形式。
1、国外斜拉桥发展
国外斜拉桥建设起步得较早,1956年瑞典建成界上第一座现代化斜拉桥stromsund桥(74.7m 182m 74 7m),随后1957年前联邦德国杜塞尔多夫(dsseldorf)建成theodor heuss桥(108m 260m 108m),1959年前联邦德国cologne建成severvin桥,主孔跨径302m,a型塔,桥面悬浮,为桥梁抗震提供了有效措施。
3. 研究的基本内容与计划
毕业论文研究内容
(1)主梁、主塔及斜拉索的单元划分,截面的特性计算,能够比较准确的模拟桥塔结构。
(2)提出合理化的桥塔施工阶段划分,进行桥塔施工阶段模拟。
4. 研究创新点
斜拉桥与其他桥型相比,其跨径大。它的结构特点是由索塔引出的斜拉索作为梁跨的弹性中间支承,以降低梁跨的截面弯矩,减轻主梁自重,提高了梁的跨越能力。
本文研究的南京龙虎大桥,主梁由预应力混凝土构成,且桥面宽度大,结构自重大,增大了结构内力,而由于索的存在,索将主梁的自重荷载传给塔,给斜拉索和桥塔的设计带来了一定的难度。
