1700米主跨斜拉—悬索协作体系桥梁方案设计和静动力计算分析研究

【摘要】：斜拉-悬索协作体系桥梁综合了斜拉桥和悬索桥的特点,在超大跨径桥梁中具有广泛的应用前景。论文以虎门二桥为工程背景,提出了1700m主跨斜拉-悬索协作体系桥梁设计方案,采用大型有限元软件MIDAS/CIVIL2006建立基于梁单元的全桥空间有限元模型。根据斜拉桥合理成桥状态和悬索桥主缆线形的确定方法,分步确定斜拉-悬索协作体系桥梁的合理成桥状态,然后利用倒拆-正装迭代法确定合理施工状态。论文详细计算分析了桥梁结构在各个施工阶段的受力和变形,并计算分析了运营阶段的活载、温度荷载、风荷载等单独工况作用及组合工况作用下的荷载效应。利用子空间迭代法计算了桥梁的自振周期和振型,分别用反应谱和非线性一致激励时程的方法对结构的地震响应进行计算分析。论文运用大型通用有限元软件ANSYS建立基于板单元和实体单元的节段组合有限元模型,对钢箱梁顶、底板和横隔板等主要构件的受力和应力分布情况进行了详细分析。最后,比较分析不同的设计参数对结构的静动力特性的影响。 由此,作者较详细地认识了斜拉-悬索协作体系桥梁的静力、动力性能,掌握了大型桥梁的计算方法。