【摘 要】
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随着基础设施建设的大力发展,大跨度斜拉桥的建设越来越多。而斜拉索在长期荷载和外界环境不利因素的作用下,会出现PE破损开裂、钢绞线(或钢丝)锈蚀严重甚至拉索断裂等病害严重危及桥梁安全。为延长斜拉桥的使用寿命,需要对拉索进行更换。在斜拉桥不中断交通换索施工过程中,在缺索运营的状态下,如何保证其安全,分析其全桥的安全性能是一项非常重要的内容。因此本文针对斜拉桥在换索施工过程中交通荷载和外界环境不利因素作
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随着基础设施建设的大力发展,大跨度斜拉桥的建设越来越多。而斜拉索在长期荷载和外界环境不利因素的作用下,会出现PE破损开裂、钢绞线(或钢丝)锈蚀严重甚至拉索断裂等病害严重危及桥梁安全。为延长斜拉桥的使用寿命,需要对拉索进行更换。在斜拉桥不中断交通换索施工过程中,在缺索运营的状态下,如何保证其安全,分析其全桥的安全性能是一项非常重要的内容。因此本文针对斜拉桥在换索施工过程中交通荷载和外界环境不利因素作用下以拉索作为关键构件,确定关键拉索,研究在换索施工过程中某拉索失效时桥梁结构是否具有良好的抗连续倒塌能力。主要研究内容如下:(1)本文对国内外关于桥梁强健性分析的规范和文献进行了收集、调研和总结,提出现行规范和文献在桥梁强健性分析的不足之处。而桥梁在运营和换索施工过程中存在因特殊事件引起的连续性倒塌问题,因此提出了斜拉桥在不中断交通换索施工过程中,斜拉桥强健性分析的必要性。(2)将斜拉索作为最重要的构件,提出综合考虑斜拉索断裂对桥梁整体响应和局部响应的拉索重要性公式。由构件重要性与强健性负相关的特性,提出斜拉桥强健性量化指标与方法。查阅相关文献资料,提出适合本文的静力分析和动力分析的计算方法。(3)本文以某大跨斜拉桥为例,建立midas civil模型,设计了四种换索方案,确定了适合于本文的最终换索方案:斜拉索索力、主梁竖向位移及主梁应力符合规范要求,施工周期最短。(4)在两种不同交通组织方案下对模型分别进行单根拉索和组合拉索失效的静力分析和动力分析。得到拉索断裂对斜拉桥主梁挠度、主梁应力、主塔偏移、主塔应力和对剩余拉索索力的影响,五个部分做归一化处理,制作雷达图量化其影响,再综合断索对桥梁整体性能得影响,对比分析出对桥梁影响最大的强健性限值。(5)通过本文研究,得出本桥强健性特征:在斜拉桥不中断交通换索施工过程中,单根拉索断裂,桥梁不会出现结构连续性垮塌。在交通组织两车道作为行车道条件下边跨25-27#模型对桥梁造成致命影响强健性值为1。四车作为行车道条件下强健性比两车道要小,强健性值为0.7294。
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