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《长安大学》 2009年
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基于试验的独塔斜拉桥安全评价

吴益梅  
【摘要】: 随着全国交通规模的扩大,桥梁建设步伐加大,大跨径索梁复合体系受到研究人员和设计人员的广泛关注,独塔斜拉桥作为大跨径复合体系的主要结构形式之一,力学行为复杂,须要对此类桥型进行试验测试,明确索塔梁之间的传力规律及工作状态,本文基于独塔斜拉桥的试验分析了此桥的外观状况、成桥结构几何状况、索力参数、静力参数、动力参数,以此对独塔斜拉桥进行了安全评价。主要研究内容如下: (1)对外观和桥梁几何状态进行了测试分析与评价。 ①索塔和索梁锚固区、塔梁间及桥面上斜拉索阻尼器、支座和伸缩缝以及索塔和墩台可及部位混凝土外观质量良好。 ②建立了大桥主塔、承台和桥面控制点的GPS测量网点,采用5台Ashtech UZ-12型双频GPS接收机对已建立的GPS控制网网点按照B级网的标准进行了同步静态相对定位观测,观测数据可作为后期养护管理和健康监测的技术资料。 ③桥面竖曲线连续平顺,桥面线形良好。 (2)采用环境激励频率法对全桥80根斜拉索恒载索力进行了测试分析与评价。 测试结果表明,南大桥两排斜拉索沿纵桥向恒载索力变化与设计值和计算值规律比较吻合,索力上下游对应索力值比较接近,基本呈现对称性,实测索力分布符合斜拉桥拉索一般规律。 (3)对大桥进行了静力测试分析与评价。 ①钢箱梁测试截面应变实测数据规律性较好,应变实测值与理论计算值比较接近,说明结构实测参数与结构分析反应了实际桥梁结构的受力特性,主梁受力性能符合设计要求;由主梁应变实测绝对值大小来看,主梁有较大的安全储备;主梁剪力滞效应对结构影响较小;主塔结构处于弹性工作阶段。 ②试验荷载作用下,主塔钢锚箱应变增量较小,钢锚箱全截面受压,其弯曲效应不明显;实测与理论主应力绝对值均较小,因此结构安全;由控制截面挠度实测值和理论值比较可以看出加劲梁处于弹性工作状态。 ③挠度测量值沿纵桥向分布规律与理论挠曲线规律相同,控制点挠度实测值均小于理论计算值,说明大桥主梁横向刚度较大,有较强的抗扭转性能。 ④斜拉索索力增量实测值小于理论值计算值,且实测值结果较理论值分布均匀,说明主梁实际刚度较理论计算刚度大;经测试分析可知主塔整体刚度较大;试验荷载作用下主要工况加劲梁梁端水平变位均小于理论计算值,加劲梁水平变位指标满足设计要求。 (4)对大桥进行了动力测试分析与评价。 ①主桥前五阶实测振型与理论分析振型基本相似;各阶振型出现的先后次序实测结果与理论计算相同,即前一、二阶以横桥向振动为主,后三阶则以主梁竖向为主振动; ②主桥前五阶实测频率较理论分析稍大,表明主桥整体动力刚度较好。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U448.27;U447

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