确定斜拉桥合理成桥状态的综合方法研究

【摘要】： 斜拉桥的设计往往是从确定成桥状态开始，然后根据确定的成桥状态用正装迭代法或正装—倒拆法确定施工状态，最后通过施工过程控制来达到事先确定的成桥状态。因而合理地确定斜拉桥的成桥状态，就成为设计首先要解决的关键问题。斜拉桥的合理成桥状态确定之后，斜拉桥的其它设计计算才有实际意义。 关于如何确定PC斜拉桥的成桥状态，工程师们已总结出很多的方法，这些方法各有特点及条件，本文结合荆州长江大桥的设计，在对几种方法进行初步研究的基础上，提出综合采用最小弯曲能量法和应力平衡法来确定其成桥状态的综合方法。针对最小二乘法调束要求的主梁弯矩控制条件，提出主梁合理恒载弯矩这个概念，并推导主梁合理恒载弯矩的求解方法。以主梁合理恒载弯矩作为调束控制条件，从而得到以主梁受力合理为目标的合理成桥状态，是最小弯曲应变能法和应力平衡法的结合点。本文以荆州长江大桥为例，详细介绍了用综合法确定大跨度PC斜拉桥成桥状态的步骤，并对每一步的成果进行简要地分析。 为了减少设计计算的工作量，使结构计算简化，确定斜拉桥合理成桥状态时只计入了恒载和预应力的作用，对其他荷载和温度、混凝土徐变等因素则未予考虑。因此确定成桥状态后，应对其他荷载和影响因素进行分析，以保证结构在各种荷载组合下安全可靠。 本文还采取对比分析计算的方法，对主梁刚度变化、拉索垂度、混凝土徐变及温度变化等因素的影响进行了分析，并指出了它们的影响程度，有助于工程师们在确定成桥状态时合理地选取控制条件。 本文还介绍了施工状态的确定方法、施工过程控制的内容以及荆州长江大桥的施工方案，并结合影响斜拉桥合理成桥状态的因素，提出为确保实现成桥状态对施工的主要技术指标要求。