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城市景观桥梁通常采用梁板式结构作为基本受力体系,并附加拱、斜拉体系等装饰性结构以满足景观设计要求。由于钢材具有质量轻和易加工等特点,故在实际工程中常采用多样化和异形化的钢结构作为装饰体系。受外界荷载作用时,装饰性结构并不能完全独立而与主梁产生相互作用,从而使得桥梁在施工过程和成桥状态的受力分析更为复杂。目前对于城市景观桥梁的研究集中于装饰结构的受力分析,而非全桥分析,故装饰结构与主梁的相互作用仍不明确。为此,本文以长白山建封桥和松桦桥为研究背景,分析了两座桥梁装饰性钢结构与混凝土主梁的相互作用机理,其中建封桥为三跨预应力混凝土梁桥附加钢拱装饰结构,松桦桥为两跨预应力混凝土梁桥附加斜拉装饰结构,主要研究内容如下:(1)采用Midas/Civil软件建立全桥有限元模型,确定桥梁结构在不同工况作用下的力学性能,分析桥梁各部分内力、变形以及相互作用。结果表明,虽在设计时装饰结构不承担桥上荷载,但在成桥运营过程中,装饰结构却会和主梁发生相互作用,使装饰结构出现明显受力。继而采用ABAQUS软件建立装饰结构的精细化有限元模型,进行第二类稳定性问题分析,通过考虑钢结构初偏心影响,得到装饰结构的稳定承载力。(2)对于吊杆(斜拉索),研究在三种张拉工况下不同张拉顺序对其成桥索力的影响。结果表明,先张拉的斜拉索成桥后索力值与设计值相差较大,而后张拉的斜拉索成桥后索力值接近设计值。张拉过程中,后一次的吊杆(斜拉索)张拉会对前面吊杆(斜拉索)产生卸荷作用。在装饰结构和主梁变形稳定后,吊杆(斜拉索)出现内力重分配现象。(3)考虑桩-土效应影响,根据多重Ritz向量法确定桥梁自振特性后,分别采用反应谱法和时程分析法对两座桥梁进行地震响应分析。结果表明,与普通拱桥和斜拉桥地震响应不同,建封桥和松桦桥在地震作用下最大内力并未出现在拱底或塔底,而出现在主梁中。此外,采用反应谱法和时程分析法所得计算结果基本一致。(4)确定两座桥梁中局部应力较大的连接节点及关键细部构造,主要包括吊杆(斜拉索)的锚固区、钢拱(塔)脚等区域。继而采用ABAQUS建立精细化有限元模型,分析关键节点及细部构造的传力机制和应力分布规律,确定钢拱(塔)局部区域的受力特点。