部分地锚斜拉桥结构体系研究

我国大江、沿海区域软基分布广阔，建设大跨度桥梁以斜拉桥为首选；如今斜拉桥跨径已经跨越千米大关，继续增大其跨径将出现诸如稳定、超大悬臂施工和经济性差等问题；采用悬索桥又会遇到软基上超大锚碇的难题。采用部分地锚斜拉桥可有效解决这些难题。但目前对部分地锚斜拉桥的研究仍停留在初级阶段，尚不能满足未来实际工程的需求。本项目基于既有斜拉桥结构分析理论，引入地锚拉索对结构性能的贡献，建立静力平衡方程和动力微分方程，给出结构静力响应、动力特性简化分析方法，结合精细化非线性有限元数值对比计算，建立一套系统的部分地锚斜拉桥结构分析理论。据此对部分地锚斜拉桥开展结构体系研究，揭示其力学特性，得到关键结构参数的合理取值。项目成果可为工程应用做好理论基础和技术储备，这对于提高我国超大跨度桥梁理论和自主设计水平，提升国际竞争力都具有较高的理论意义。

对部分地锚斜拉桥这种新桥型开展了较为全面的力学和经济性能研究。基于既有斜拉桥结构分析理论和方法，建立了该桥型静力响应和自振频率简化分析方法，完善了合理成桥状态确定、非线性计算等数值计算方法；开展了超大跨度方案试设计，提出了合理施工方案，并考察了其极限跨径；对该桥型结构性能开展了参数研究，给出了参数的影响规律和合理取值范围；提出了拉弯主梁和与悬索桥不同的锚碇的构造设计思路；对该桥型开展了经济性能研究。研究表明，部分地锚斜拉桥在力学和经济性能方面均具有良好性能，有待于在实际工程中得到应用。