独塔斜拉桥的设计理论研究（同济大学博士论文）

摘要
本文围绕着独塔体系斜拉桥设计理论这一主线展开，对相关几方面问题进行了
详细研究。
(l)首先总结了国内外对独塔斜拉桥的研究现状，并提出了需要进一步研究的
问题。对于独塔斜拉桥的研究资料并不多，所见大多集中在对传统双塔的研究上。
设计理论的内涵十分丰富，包括体系、参数、特征构件、概念设计以及设计参数优
化等。
(2)从体系的概念出发，首先提出了体系的概念，然后对独塔斜拉桥体系进行
系统的分类，以体系为主线，系统的研究了各种荷载作用下独塔斜拉桥各种体系的
力学特性。
针对目前体系研究的现状，以实桥为研究背景，通过结构受力模型，分别研究
独塔体系在活载、温度等荷载作用下的位移和内力，得到了独塔体系力学特性的系
统研究结果。研究对象包括独塔普通体系、独塔协作体系和斜塔体系三个方面，普
通的独塔斜拉桥又包括对称与非对称体系;协作体系的研究以独塔与连续梁、独塔
与T型刚构的协作为重点;斜塔斜拉桥的研究以一座建成的无背索斜拉桥为研究对
象，概括了无背索体系的受力特性。
(3)讨论了对称、非对称形式的独塔斜拉桥主梁无索区长度变化对结构受力和
刚度的影响，分析了独塔斜拉桥的梁塔刚度比变化引起结构受力变化的规律。
研究了主梁无索区长度与以下因素的关系:
①主梁与桥塔的弯曲刚度比S;
②主梁边主跨比Ls/Lm:
③拉索的刚度C，尤其是主梁主跨外边索和边跨的锚索。
(4)研究独塔斜拉桥的特征构件端锚索。从锚索的弦向刚度、应力比影响因素、
疲劳等几个方面讨论了锚索的特性，得出了一些有益的结论。
(5)研究了独塔斜拉桥经济性能的若干指标和设计参数的优化。通过对已建独塔
斜拉桥的分析，得到了包括:主边跨比、主梁高跨比、宽跨比、高宽比、索塔高跨
比与主梁、桥塔、拉索经济指标的关系。在设计参数的优化中，利用优化方法中的
正交试验原理对一座非对称的独塔斜拉桥方案进行了优化研究。通过16个试验模型
的分析，得到了独塔斜拉桥主要参数对选定目标函数的影响曲线，从而得到最优方
案。