超宽独塔斜拉桥结构有限元分析与施工线形监控文献综述
2020-04-23 19:54:39
斜拉桥是一种桥面体系受压,支承体系受拉的桥梁,其桥面体系用加劲梁构成,其支承体系由拉索组成。斜拉桥的概念早就出现了,在十七世纪到十九世纪间曾出现过一些人行斜拉桥。当时修建的斜拉桥,由于缺乏高强度材料,拉索容易松弛,对复杂的超静定结构缺乏计算手段,往往建成不久后就因为整个体系松弛,造成很大的变形和破坏,未能得到发展。随着高强度材料的使用,结构分析方法的进步,以及施工手段的进步,在二十世纪五十年代斜拉桥开始得到很快的发展。第一座现代斜拉桥是在1955年在瑞典建成的斯特勒姆桑德桥,跨径为75 183 75m,采用钢筋混凝土板和钢板梁的组合桥。自此以后,斜拉桥在世界范围内得到迅速发展,最长跨径记录不断被打破。目前的最长跨径记录由2012年俄罗斯新建成的俄罗斯岛大桥持有,中心跨径为1104米。
斜拉桥跟吊桥都是大跨度下广泛采用的桥梁形式。而斜拉桥总是比吊桥更经济些。斜拉桥有着这样一些优点:
1.它是一种自锚体系,不需昂贵的地锚基础。
2.防腐技术要求比吊桥低,因而防腐费用更低。
3.刚度大,抗风能力好
4.可用悬臂施工工艺,施工时不妨碍通航。
5.受力合理,斜索拉力的水平分力为主梁提供预压力,可提高主梁的抗裂能力。
斜拉桥的经济性和具有的众多优点,使得工程师在设计桥梁时总是青睐它,而且不遗余力地加大斜拉桥跨度。现代斜拉桥静力计算理论的理论开端是1949年Dischinger公式提出的斜拉索垂度效应。在此基础上Ernst推导出等效割线模量,考虑到两端索力不一致的情况。洪显诚在1992年推导出斜拉索在自重分布下的修正模量。在1998年,Hadjin分析了不同索力下Dischinger公式的计算误差,并提出了更加精确的修正公式。1976年,Podolny将斜拉桥的非线性问题归结为塔、梁、索三类构件的非线性行为,并认为塔、梁刚度较柔时不可忽略它们在极限荷载下压、弯的相互影响。由产生斜拉桥几何非线性因素的根源出发,Fleming在1979年将其分为斜拉索垂度效应、p-delta效应和结构大位移影响,并系统地导出了求解上述三类儿何非线性的分析方法(等效模量、稳定函数、增量法与托动坐标)。在1990年,Namzy将稳定函数法推广到3D空间梁元,奠定了斜拉桥几何非线性分析的理论基础。
针对于具有超大宽度桥面的斜拉桥,就需要有特别的结构模型分析,从而能使得分析结果更加精确,便于更好地进行施工控制。{title}
2. 研究的基本内容与方案
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