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第1章 绪论 1

1.1斜拉桥的发展历程 1

1.2斜拉桥的结构体系 2

1.3千米级斜拉桥的结构受力特点 3

1.4苏通大桥介绍 4

第2章 结构静力设计 6

2.1概述 6

2.2结构体系的选择 6

2.2.1静力结构体系比选 7

2.2.2动力结构体系比选 7

2.2.3适宜的静、动力结构体系 8

2.3结构方案设计 9

2.3.1主梁方案设计 9

2.3.2索塔方案设计 9

2.3.3斜拉索方案设计 10

2.4模型的建立 10

2.4.1苏通大桥结构体系概况 10

2.4.2主要构件材料及性能 11

2.4.3空间有限元模型的建立 12

2.5非线性影响 12

2.6静力分析 13

2.6.1荷载及荷载组合 13

2.6.2成桥阶段主要计算结果 15

2.7静力稳定分析 21

2.7.1计算原则及判别准则 21

2.7.2主要施工阶段及成桥阶段第一类稳定分析 21

2.7.3主要施工阶段及成桥阶段第二类稳定分析 21

2.7.4弹性屈曲稳定计算结果 22

2.7.5弹塑性稳定计算结果 24

2.8施工控制分析 24

2.8.1施工控制概述 24

2.8.2施工控制及理论计算原则 25

2.8.3施工控制计算 26

2.8.4施工控制 32

2.9疲劳计算 33

2.10冲击系数 35

第3章 抗风性能设计 36

3.1概述 36

3.2桥位处基本风参数研究 36

3.2.1平均风速、风向和风攻角 37

3.2.2基本风速、设计基准风速和颤振检验风速 37

3.2.3湍流度和阵风因子 37

3.2.4湍流积分尺度 38

3.2.5功率谱密度函数 39

3.2.6空间相关性 39

3.3结构动力特性分析 40

3.4静气动力系数 41

3.4.1主梁静气动力系数 42

3.4.2桥塔阻力系数 42

3.4.3斜拉索阻力系数 44

3.5拉索振动与减振研究 47

3.5.1拉索参数振动与线性内部共振分析 47

3.5.2拉索风雨激振及气动措施减振研究 51

3.5.3拉索减振措施研究 55

3.6气动稳定性 56

3.6.1节段模型风洞试验 56

3.6.2全桥气弹模型气动稳定性试验 56

3.6.3成桥状态气弹模型失稳分析 58

3.7涡激共振研究 59

3.7.1缩尺比1∶70节段模型涡振试验 59

3.7.2缩尺比1∶50节段模型涡振试验 60

3.7.3缩尺比1∶13.5节段模型涡振试验 61

3.8风荷载分析 63

3.9桥塔区域风环境分析 64

3.9.1桥塔区域桥面风环境风洞试验 64

3.9.2桥面风环境试验结果 66

3.9.3桥塔区域桥面风环境数值模拟 67

第4章 抗震性能及设计 70

4.1千米级斜拉桥的抗震设计流程 70

4.2抗震设防标准的确定 71

4.3地震动输入的选择 72

4.4动力计算模型的建立 73

4.4.1基础以上部分的模拟 74

4.4.2群桩基础的模拟 74

4.5动力特性分析 78

4.6地震反应谱分析 79

4.6.1边墩、主塔的地震反应及易损部位分析 79

4.6.2上部结构的地震反应及易损部位分析 82

4.7抗震结构体系确定 86

4.7.1纵向抗震体系 86

4.7.2横向抗震体系 87

4.8时程反应分析及抗震验算 88

4.8.1地震反应分析 88

4.8.2结构抗震性能验算 93

4.8.3小结 97

第5章 船撞作用设计 98

5.1概述 98

5.2防撞设计内容及技术路线 98

5.3苏通大桥船撞风险分析 99

5.3.1船撞风险分析基本条件 99

5.3.2苏通大桥船撞风险分析 102

5.3.3船撞桥风险分析结果 103

5.3.4桥梁其他构件撞损可能性 103

5.3.5关键因素对船舶撞击风险影响 103

5.3.6结论 104

5.4船撞桥动力分析方法 104

5.4.1动力模拟方法 104

5.4.2桥梁建模 105

5.4.3动力有限元方法应用实例 105

5.5基于性能的防（抗）撞设计 107

5.6小结 108

第6章 组合索塔锚固结构性能与设计方法 109

6.1组合索塔锚固结构 109

6.2组合锚固区设计方法 109

6.2.1设计原则 109

6.2.2性能要求 110

6.2.3设计流程 110

6.3组合锚固区节段模型试验方法 110

6.3.1试验模型设计 111

6.3.2边界条件模拟 111

6.4组合锚固区计算分析方法 112

6.4.1水平传力简化计算方法 112

6.4.2索塔锚固区水平承载力计算方法 115

6.4.3锚固区竖向传力分析及简化计算方法 116

6.4.4有限元计算方法 116

6.5锚固区连接件设计计算方法 121

6.5.1焊钉连接件和开孔板连接件概述 121

6.5.2焊钉连接件抗剪强度计算方法 122

6.5.3焊钉连接件抗剪刚度的计算方法 123

6.5.4开孔板连接件抗剪强度设计计算研究 124

6.5.5开孔板连接件抗剪刚度的计算方法 125

6.6组合锚固区构造优化设计 126

6.6.1组合索塔钢锚箱细部设计 126

6.6.2组合锚固区耐久性能 126

6.7本章小结 128

第7章 超长大直径群桩基础设计方法与示例 129

7.1超长大直径钻孔灌注桩单桩设计及示例 129

7.1.1超长大直径钻孔灌注桩的承载力计算 129

7.1.2超长大直径钻孔灌注桩桩端承载力 129

7.1.3超长大直径桩桩身自重的研究 131

7.1.4桩身压缩量（沉降量）计算方法研究 131

7.1.5承载力与沉降关系的研究 132

7.1.6桩端后压浆灌注桩单桩轴向受压承载力 133

7.1.7超长钻孔灌注桩承载力计算示例 133

7.2超大群桩基础设计方法及示例 137

7.2.1群桩效应系数研究 137

7.2.2等代墩基破坏模型 141

7.2.3苏通大桥群桩承载力评估 142

7.2.4等代墩基法的群桩沉降计算方法研究 143

7.2.5等效墩法 149

7.2.6苏通大桥群桩基础沉降计算结果 154

7.3超大型承台的设计方法及示例 155

7.3.1承台设计国内外研究现状 155

7.3.2国内外规范关于承台设计内容 156

7.3.3桩基承台软化协调空间桁架模型理论方法 157

7.3.4苏通大桥主墩群桩哑铃型承台概念优化设计 161

7.3.5苏通大桥超大型承台设计方法校核 165

第8章 结构性能测试和试验方法与示例 166

8.1概述 166

8.2超高桥塔独立状态的动力性能 166

8.2.1桥塔独立状态振动测试 166

8.2.2苏通大桥桥塔振动幅域参数 167

8.2.3苏通大桥桥塔独立状态动力特性参数 167

8.3钢梁架设阶段塔—索—梁系统的动力特性 168

8.3.1钢梁架设阶段的振动测试 168

8.3.2钢梁架设阶段的结构动力特性——试验模态分析及与理论比较 169

8.3.3钢梁架设阶段的风振响应分析 173

8.3.4施工阶段钢主梁的风振响应分析 174

8.4苏通大桥斜拉桥成桥状态的动力特性测试与分析 174

8.4.1斜拉桥成桥状态的动力特性 174

8.4.2交通荷载下桥面的振动强度 178

8.4.3钢梁动力放大系数测试分析 178

8.4.4斜拉索的振动及索力测定 179

8.5千米级斜拉桥结构静力性能测试与分析 182

8.5.1密集荷载下结构静力性能测试 182

8.5.2密集荷载下结构整体力学行为 183

8.5.3密集荷载下结构局部应力分析 185

8.6小结 186

参考文献 187