大跨度桥梁索杆结构系统参数与内力识别及分析

根据既有桥梁结构中索、杆的构造特点，基于能量变分法的基本原理，构造出能够考虑各种边界条件和抗弯刚度影响的高精度索、杆结构单元，并结合频率法测试吊索、杆结构内力的基本原理，提出对带减振架的吊索及具有多支承点的索杆的边界条件和抗弯刚度等构造参数进行精细识别的基本方法，探讨对其内力进行精细分析的基本理论，揭示环境对索和杆等结构内力分布和变化的影响规律，进而系统地研究并给出大跨度拱桥吊杆与系杆、斜拉桥斜拉索及悬索桥主缆、吊索等结构参数识别与内力计算的总体思路、计算流程和计算方法，最后编制相应的计算程序，不仅能够获得这些大跨度桥梁的索杆结构系统内力的动态变化趋势，为总体上评价这些索杆结构系统的技术状况提供依据，同时也能在一定程度上发现其索杆的锚固系统、防护系统是否完好，索是否发生锈蚀等，为索杆结构系统科学合理营运管养提供理论依据。

索杆结构在大跨度桥梁工程中应用广泛，而索杆内力识别尚无成熟的计算方法，带来了索杆内力识别结果误差较大的问题，影响着索杆结构的安全评估。为了系统研究索杆结构内力识别方法，使得索杆内力识别结果误差满足工程需要，主要从以下几方面内容进行研究：根据既有桥梁结构中索、杆的构造特点，基于能量变分法的基本原理，构造出能够考虑各种边界条件和抗弯刚度影响的高精度索、杆结构单元；结合频率法测试吊索、杆结构内力的基本原理，提出对带减振架的吊索及具有多支承点的索杆的边界条件和抗弯刚度等构造参数进行精细识别的基本方法；探讨对其内力进行精细分析的基本理论，揭示环境对索和杆等结构内力分布和变化的影响规律；以珠江黄埔大桥、丫髻沙大桥、三山西大桥为工程背景，系统地研究并给出大跨度拱桥吊杆及系杆与悬索桥主缆及吊索等结构参数识别与内力计算的总体思路、计算流程和计算方法，最后编制相应的计算程序。从索杆结构内力识别室内试验可知：内力识别结果与千斤顶测试值比较吻合，最大偏离值不超过5.5%；珠江黄埔大桥的吊索内力识别结果与设计索力的偏差在5%以内，极少数在5%~10%之间；提出的截面法对珠江黄埔大桥的主缆内力进行分析，其分析结果与设计值接近；丫髻沙大桥、三山西大桥的吊杆内力识别结果与油压表法测试结果偏差在5%以内；三山西大桥的系杆内力识别结果与应力释放法测试结果偏差为4.68%。索杆结构在大跨度桥梁工程中应用广泛，而索杆内力识别尚无成熟的计算方法，带来了索杆内力识别结果误差较大的问题，影响着索杆结构的安全评估。