纜索承重橋梁

第1章多塔纜索承重橋梁的技術(shù)演變1

11多塔斜拉橋技術(shù)演變1

12多塔懸索橋技術(shù)演變14

第2章多塔斜拉橋結(jié)構(gòu)體系與力學(xué)行為24

21多塔斜拉橋結(jié)構(gòu)體系24

22多塔斜拉橋的靜力結(jié)構(gòu)行為30

23多塔斜拉橋的動力結(jié)構(gòu)行為34

第3章斜拉索疲勞評估63

31多塔斜拉橋斜拉索的疲勞特征63

32斜拉索疲勞評估方法64

33某多塔斜拉橋的斜拉索疲勞評估69

34多塔斜拉橋敏感性分析72

第4章多塔懸索橋的結(jié)構(gòu)力學(xué)行為83

41多塔懸索橋的靜力結(jié)構(gòu)行為83

42多塔懸索橋的動力結(jié)構(gòu)行為96

43多塔懸索橋中間橋塔的穩(wěn)定問題112

第5章多塔懸索橋結(jié)構(gòu)參數(shù)及其敏感性分析118

51中間橋塔剛度影響118

52主纜矢跨比影響121

53中塔、邊塔高差影響125

54邊塔剛度影響132

55加勁梁剛度影響133

56敏感性研究134

第6章多塔斜拉橋工程實踐137

61香港汀九橋（TingKauBridge）137

62夷陵長江大橋139

63希臘里翁—安蒂里翁橋（RionAntirionBridge）146

64法國米約高架橋（MillauViaduct）149

65濟(jì)南建邦黃河大橋152

66鄭州黃河公鐵兩用橋155

67武漢二七長江大橋162

68嘉紹大橋166

69英國福斯三橋170

第7章多塔懸索橋工程實踐172

71泰州長江大橋172

72馬鞍山長江大橋180

73鸚鵡洲長江大橋185

74溫州甌江北口大橋190

參考文獻(xiàn)195

高宗余1964年生，1985年西南交通大學(xué)鐵道橋梁專業(yè)畢業(yè)，2007年華中科技大學(xué)橋梁與隧道工程專業(yè)畢業(yè)，獲工學(xué)博士學(xué)位。中鐵大橋勘測設(shè)計院集團(tuán)有限公司總工程師，教授級高級工程師，全國工程勘察設(shè)計大師，全國杰出專業(yè)技術(shù)人才，全國優(yōu)秀科技工作者，詹天佑鐵道科學(xué)技術(shù)獎大獎獲得者，百千萬人才*人選，享受國務(wù)院政府特殊津貼專家，中國土木工程學(xué)會橋梁及結(jié)構(gòu)工程分會副理事長。長期從事大跨度橋梁工程設(shè)計和科研工作，主要研究方向是纜索承重橋、高速鐵路橋、跨海大橋等的總體設(shè)計。主持設(shè)計了武漢天興洲大橋、武漢二七長江大橋、鸚鵡洲長江大橋、福州青洲閩江大橋、鄭州黃河公鐵兩用橋、上海東海大橋（主航道橋及外海段）、杭州灣大橋（水中區(qū)及灘涂區(qū)引橋）等多座大橋。先后榮獲國家科技進(jìn)步獎6項，全國優(yōu)秀設(shè)計金獎1項、銀獎1項。

本書共7章，首先，系統(tǒng)總結(jié)了多塔纜索承重橋梁的技術(shù)演變；其次，通過對多塔斜拉橋、多塔懸索橋結(jié)構(gòu)體系與力學(xué)行為的研究，闡述了多塔纜索承重橋梁的特殊性和設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)；*后，分別介紹了多塔斜拉橋和多塔懸索橋的工程實踐。本書是系統(tǒng)研究多塔纜索承重橋梁的著作，理論推導(dǎo)邏輯嚴(yán)密，析理細(xì)致，文筆流暢，可讀性強，極具參考性和啟發(fā)性。

近年來，世界各地相繼興建了許多大跨度纜索承重橋梁，這些橋梁投資巨大，不僅是交通運輸線上的關(guān)鍵設(shè)施，而且，因為外形美觀，有些已成為當(dāng)?shù)氐臉?biāo)志性建筑。但由于長期承受恒載、活載與疲勞荷載作用，并暴露于風(fēng)雨、潮濕與污染的大氣環(huán)境中，大跨度纜索承重橋梁的纜索系統(tǒng)極易遭受疲勞與腐蝕破壞，使纜索的實際使用壽命大大低于設(shè)計壽命。作為纜索承重橋梁的主要受力構(gòu)件，纜索的安全性和耐久性對橋梁的正常使用和整體安全極為重要,一旦纜索產(chǎn)生損傷會使其承載能力降低或喪失,甚至導(dǎo)致橋梁垮塌。 相對于纜索承重橋梁的建造速度和規(guī)模，纜索損傷的研究還相對滯后，至今還沒有形成關(guān)于纜索損傷識別、纜索損傷可靠度研究、纜索損傷后橋梁體系可靠性研究等方面的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。因此，在發(fā)揮纜索構(gòu)件在橋梁工程中優(yōu)勢的同時，如何準(zhǔn)確了解纜索的健康狀況，采用何種手段對其損傷加以有效識別，如何快速的對損傷纜索的可靠度以及纜索損傷后橋梁結(jié)構(gòu)的整體可靠性進(jìn)行評價，并及時準(zhǔn)確的提出合理、有效的維修加固措施等己經(jīng)成為橋梁工程技術(shù)界亟待解決的問題。 本項目采用理論分析、數(shù)值計算、試驗研究和實際工程應(yīng)用相結(jié)合的研究方法，依托目前世界上最先進(jìn)的無線傳感器Imote2 節(jié)點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動化采集、遠(yuǎn)距離傳輸和智能化處理，基于無線傳感技術(shù)建立了橋梁狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，并逐步建立可用于纜索損傷識別以及橋梁結(jié)構(gòu)可靠度分析所需參數(shù)的數(shù)據(jù)庫；提出了基于kriging 模型的纜索損傷識別方法盡可能準(zhǔn)確的識別纜索損傷位置及損傷程度；提出了kriging改進(jìn)響應(yīng)面法計算評估損傷纜索的可靠度，通過敏感性分析掌握參數(shù)對纜索損傷的影響；最后基于隨機(jī)有限元法建立了纜索損傷后全橋體系可靠度研究方法，評估纜索損傷后對橋梁承載力的影響及全橋的安全可靠性，提出切實可行的維修加固方案，確保橋梁繼續(xù)安全運營。項目成果可為纜索承重橋梁及時調(diào)整或更換受損纜索提供依據(jù)，為橋梁可靠性評估提供依據(jù)，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值，且對于實現(xiàn)纜索壽命最大化、保證交通安全，也具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 2100433B

針對纜索承重橋梁發(fā)展中纜索損傷識別及其可靠性評估研究不足的問題，采用理論分析、數(shù)值計算、試驗研究和實際工程應(yīng)用相結(jié)合的研究方法，利用先進(jìn)的無線傳感技術(shù)建立橋梁狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動化采集、遠(yuǎn)距離傳輸和智能化處理，逐步建立可用于纜索損傷識別及橋梁結(jié)構(gòu)可靠度分析所需參數(shù)的數(shù)據(jù)庫；提出基于kriging模型的纜索損傷識別方法，準(zhǔn)確識別纜索損傷位置及損傷程度；提出新穎的改進(jìn)響應(yīng)面法計算評估損傷纜索的可靠度，通過敏感性分析以掌握參數(shù)對纜索損傷的影響；最后基于隨機(jī)有限元法建立纜索損傷后全橋體系可靠度研究方法，評估纜索損傷后對橋梁承載力的影響及全橋的安全可靠性，提出切實可行的維修加固方案，確保橋梁繼續(xù)安全運營。項目成果可為纜索承重橋梁及時調(diào)整或更換受損纜索提供依據(jù)，為橋梁可靠性評估提供依據(jù)，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值，且對于實現(xiàn)纜索壽命最大化、保證交通安全，也具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

在一般動力學(xué)、材料力學(xué)、一般有限元理論、構(gòu)件試驗的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合超大跨度纜索承重橋梁的特點，在滿足工程精度要求的前提下，研究在強地震動場作用下超大跨度纜索承重橋梁地震破壞機(jī)制、地震破壞過程精細(xì)化數(shù)值模擬的可靠和高效的理論和方法，并研制相應(yīng)的核心計算軟件模塊，為超大跨度纜索承重橋梁的抗震安全分析、抗震安全技術(shù)與措施的研究、建立相應(yīng)的抗震設(shè)計準(zhǔn)則提供有力的實用工具。重點解決的關(guān)鍵科學(xué)問題：（1）超大跨度纜索承重橋梁的關(guān)鍵連接構(gòu)件的力學(xué)模型和參數(shù)的確定方法，建立專用的有限單元；（2）研究鋼護(hù)筒與樁組合構(gòu)件的力學(xué)模型和超大規(guī)模橋梁基礎(chǔ)與土地震相互作用的集成非線性力學(xué)模型；（3）建立穩(wěn)定、高效的鋼筋混凝土非線性半彌散單元的力學(xué)模型和插值函數(shù)（3）提出或改進(jìn)超大跨度纜索承重橋梁抗震振動阻尼模型及參數(shù)的確定方法；（4）在強地震動場作用下，橋梁結(jié)構(gòu)的動力學(xué)方程的表達(dá)形式與可靠、高效的數(shù)值求解算法。 2100433B