【摘 要】
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随着桥梁事业的不断发展,异形拱桥因其结构独特新颖,在桥梁美学发展的带动下,发展尤为迅速,涌现了一大批形式各异的异形拱桥。本文研究对象为一非对称空间异形拱梁组合桥,该桥位于“S”曲线上,采用“以折代曲”理念设计为折线型,本文以该桥为依托,建立空间有限元模型,基于静力分析研究了各荷载对该桥静力特性的影响情况,进一步展开稳定性、动力特性及抗震性能方面的研究,分析总结了折角大小、折角位置和拉索直径三个因素
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随着桥梁事业的不断发展,异形拱桥因其结构独特新颖,在桥梁美学发展的带动下,发展尤为迅速,涌现了一大批形式各异的异形拱桥。本文研究对象为一非对称空间异形拱梁组合桥,该桥位于“S”曲线上,采用“以折代曲”理念设计为折线型,本文以该桥为依托,建立空间有限元模型,基于静力分析研究了各荷载对该桥静力特性的影响情况,进一步展开稳定性、动力特性及抗震性能方面的研究,分析总结了折角大小、折角位置和拉索直径三个因素对稳定性和动力特性的影响规律。通过本文研究,了解了该桥的力学性能及其变化规律,既为同类桥梁设计提供参考,也对该桥梁的施工具有指导意义。本文主要结论如下:（1）该桥梁在成桥状态和使用阶段,结构受力良好,满足规范要求。在无拉索阶段和成桥状态该桥具备良好的稳定性,温度升高和拉索的安装均不利于该桥稳定。该异形拱桥的基频为1.400026Hz,基本周期为0.714272s,一阶振型为全桥主梁纵向漂移伴随连接跨主梁竖弯,大拱塔双支拱肋外侧横向一阶面外弯曲。该桥异形拱塔柱底端和受拉拱肋为受力薄弱部位,应加强设计。（2）对比各荷载组合下该桥的静力分析结果表明:该桥在使用阶段,活荷载会产生较大的响应,使全桥应力有大幅度的增加;支座沉降对全桥应力的影响作用很小;风荷载只对异形拱塔应力有较大影响,对主梁和拉索应力影响很小;整体升温和整体降温对拱塔和拉索应力均有较大影响,且对同一部位或相同拉索应力的影响是相反的,即若升温使应力增加,降温则使其减小。活荷载使全桥的竖向位移大大增加,对异形拱塔横向位移影响显著,对小拱塔影响更大;支座沉降主要对全桥竖向位移有较大的影响;横向风荷载对桥梁的横向位移和竖向位移影响很大,对纵向位移影响极小;整体温度变化对全桥各向位移数值和分布规律均有极大的影响;最大纵向位移均发生在两拱塔的塔柱顶处,两拱塔有相向变形的趋势;在各荷载组合下,全桥竖向位移分布规律相同,最大下挠均发生在两异形拱塔主拱肋中部及其对应的主梁跨中。（3）屈曲模态和自振模态分析结果表明:该桥大拱塔的刚度小于小拱塔,拱肋的面外刚度小于面内刚度,在桥梁设计中应注重大拱塔的设计、加强结构面外刚度的设计,以增强桥梁设计的经济性。改变模型参数进行屈曲分析和自振分析,结果表明:随着拉索直径的增加和连接跨折角的减小自振周期增加而稳定系数减小,有利于该桥抗震但不利于结构稳定;拉索直径和连接跨折角的变化,对稳定性和自振特性的影响均表现为对低阶特性影响较大,对高阶特性影响较小,且对模态特征影响很小;连接跨折角位置对该桥梁稳定性和自振特性几乎没有影响。（4）地震反应谱分析结果表明:该桥梁在纵向地震作用对大拱塔和竖向地震作用对小拱塔两种工况下位移耦合较紧密,三维地震作用组合Ⅰ对大拱塔、小拱塔和桩台及组合Ⅱ对主梁的位移响应存在耦合效应,在其他工况下与地震作用（三维地震中指组合系数为1的地震作用）同向的位移响应远大于其他方向;与E1地震响应相比,E2地震响应分布规律无明显变化,但响应数值有明显增加;最大地震响应在一维和三维地震作用下均有可能发生,因此,研究桥梁地震响应时,须同时考虑一维和三维地震作用。
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