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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