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嘉绍跨江大桥主桥是世界上首座六塔(独柱桥塔)四索面双幅钢箱梁斜拉桥,由于嘉绍大桥处于潮强流急、涌潮汹涌、冲淤剧烈的钱塘江超强涌潮水域,桥位处具有自然环境恶劣,施工条件复杂,作业时间极短,大型浮吊无法进入施工的特殊特点,给桥梁施工带来极大的困难,同时,嘉绍大桥钢箱梁采用四索面、分幅的结构形式,具有同步性要求高、匹配口多、线型控制难的特点,因而对其施工过程中的关键力学问题进行分析研究是很有意义的。本文以嘉绍大桥斜拉桥为工程背景,对其施工过程中边跨钢箱梁体系转换过程及钢箱梁吊装过程中出现的诸多关键受力问题进行研究,有以下的主要研究问题和成果:(1)指出了多塔斜拉桥与双塔斜拉桥在受力特点上的不同,说明制约前者发展和大范围推广的原因在于结构体系刚度不够,改善其整体结构刚度是多塔斜拉桥设计的一个重要课题,本文对提高多塔斜拉桥整体刚度的不同方案进行了归纳总结。(2)对斜拉桥的几何非线性方面计算理论进行了整理;利用Midas/Civil建立了全桥施工全过程有限元模型。(3)嘉绍大桥斜拉桥的边跨无索区钢箱梁是在支架上施工的,在与有索区钢箱梁合拢施工之前,要对支架上的边跨钢箱梁进行落架。落梁过程中由于砂箱(钢箱梁与支架之间可拆除的支撑)较多,其卸载顺序对支架应力和变形影响较大,为了控制支架应力和变形不致于过大,必须对落梁顺序进行详细计算分析,制定了合理的卸载顺序,确保支架和结构安全。同时,为了确保边跨合龙时合龙口主梁线型满足监控要求,为了达到合龙口合龙姿态的(落梁后合龙口相对拆架时的竖向位移不大于2mm)要求,在拆架前对钢箱梁底与保留桩顶部间的合理间距需进行不断的试算确定了合理的间距。(4)针对嘉绍大桥四索面、分幅式、间隔横梁布置梁段的结构特点及架设难点,一方面,通过有限元计算模型,计算各种可能出现的不同步情况对钢箱梁、拉索、横梁以及主塔等结构的影响和响应,对不同施工阶段的各种工况进行模拟分析,提出极限条件下的允许梁段吊装不同步等级、标准以及斜拉索张拉时的不同步要求,并制定相应的对策措施,确保安全。另一方面,根据施工经验制定切实可行的同步控制标准和技术要点,避免因斜拉索张拉不同步带来的结构安全隐患。形成了4台桥面吊机同步分级起吊的关键技术及8根斜拉索同步分级张拉控制关键技术。(5)在采用桥面吊机吊装标准梁段时,桥面吊机前支点处钢箱梁的支反力较大,远大于桥面车轮设计荷载,标准梁段施工时桥面吊机前支点下方是横隔板,由于合拢段施工需要,桥面吊机需要后移35cm,即桥面吊机前支点偏移横隔板位置35cm,导致钢箱梁顶板和横隔板受力不利,本文选取了钢箱梁节段进行空间有限元分析,运用Ansys软件计算钢箱梁的强度和稳定性,找到其最不利受力状态,通过有限元计算确定了可行的横隔梁加固方案,确保了合拢施工的结构安全。