【52监测网】第164期 协作体系桥梁
 52监测网专家报告分享-第164期 《协作体系桥梁》 肖汝诚 同济大学桥梁工程系 目录 一、引言 二、协作体系桥梁 三、斜拉——悬索协作体系桥研究 四、结语 内容介绍 一、引言 结构体系是结构抵抗外部作用的构件组成形式。是结构功能、外形、及其受力形态三方面的统一。
➢ 桥梁除了四种基本结构体系，它们还可以相互组合与协作，形成新体系桥梁； ➢ 这类新的桥梁，称为组合体系和协作体系桥梁；
➢ 改革开放以来，我国桥梁建设取得了举世瞩目的成就；
➢ 创新桥型和体系是提升桥梁性能的重要途径；
桥梁体系的组合与协作，是打开创新之路的新途径。 二、协作体系桥梁 桥梁体系为什么要协作？ • 每种桥型均有其适用范围，超出了这一范围，就会出现不经济、不安全或不稳定等问题； • 桥梁体系的协作，恰好是解决这类问题的创新之作；
各式桥梁之间的协作
小结： ➢ 协作体系桥梁可以因地制宜，扬长避短，灵活协作，充分发挥结构优势； ➢ 每种协作体系桥梁都有其工程意义并解决了相应的问题； ➢ 在未来的桥梁工程中，协作体系桥梁有望发挥越来越大的作用； 三、斜拉—悬索协作体系桥研究 斜拉—悬索协作体系 斜拉—悬索协作体系是在罗布林体系和狄辛格体系的基础上面发展形成的；
力学性能 1.协作体系在活载作用下的特性： 用同为1400m协作体系和斜拉体系进行比较： ➢ 斜拉部分主梁弯矩包络图形状与斜拉桥相似，斜拉、悬索过渡部分有一个突变； ➢ 与斜拉桥相比，协作体系主梁弯矩小，最值小70%，主塔弯矩最小值1.2倍； ➢ 与悬索桥相比，协作体系主梁挠度包络与悬索桥相仿。但量值上协作体系中跨挠度大大减小且小于斜拉桥，主缆外锚有效提高了结构刚度； 2.协作体系在其他外力作用下的特性： ➢ 其他外力作用下，受力与悬索桥相似，塔和加劲梁承受较小的弯矩，外部作用直接由主缆和塔传至基础；
3.动力特性 反映大跨径桥梁动力特性的重要振型为主梁的低阶弯、扭频率，同为1400m三种桥型进行比较。 ➢ 除扭振外，协作体系低阶自振特性与悬索桥相仿，其频率略低于同跨径悬索桥，但远高于同跨径斜拉桥； ➢ 一阶扭振与斜拉桥相仿，扭转振型中伴有其他振型的耦合成分； ➢ 主梁的一阶扭转频率大大高于悬索桥，塔梁缆共同参振，分担了主梁的耗能，提高了结构的颤振临界风速，因此相比悬索桥具有更高的抗风稳定性。
经济性 根据结构受力特点，用解析法推导了材料用量及造价公式
特殊问题 1.斜拉悬索的合理协作比例 力学性能：中跨悬索桥部分长度接近1/3跨度时比较合理； 经济性能：在跨径小于1500时，适当加大斜拉桥部分长度，有利提高全桥经济性能； 2.协作区吊索的疲劳问题 研究表明：斜拉桥与悬索桥交替部分的吊索有比较大疲劳问题； 在交替部分设交叉吊索，有利于改善吊索受力（轴力幅降45%），交叉吊索3到4根为宜；
3.斜拉桥与悬索桥交替部位梁的转角过大，影响高速列车运行问题 施工 可以多开工作面，有利于减少工期
工程应用（1995年以来） 伶仃洋大桥方案、润扬大桥方案、广东南沙大桥方案、台湾海峡跨海大桥方案……
最近，有3个工程已经开工建设，可以看到这一体系将开花结果！
四、结语 ➢ 世界上跨越工程还将遇到很多挑战 极端作用：大风、强震、波浪、海流…… 恶劣建设条件：深水、大风大浪、复杂环境…… ➢ 迎接挑战的重要方法之一就是用新体系实现更好的跨越
➢ 协作体系桥梁从理论上为我们提供了20多种桥梁的不同形式，桥梁可能的形式越多，其创作的空间越大；
结语：今天的汇报意在抛砖引玉，让更多的同行去探索、去发现，不当之处欢迎大家批评指正。
《协作体系桥梁》 肖汝诚 同济大学桥梁工程系 注：本内容仅供个人研学交流，版权归原作者所有 |
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