摘要
下承式钢箱系杆拱桥吊杆力的合理性关系到整座桥梁结构的线形以及受力状态，因此有必要对成桥及施工阶段合理的吊杆力进行研究。在对下承式钢箱系杆拱桥计算研究过程中，发现某些参数的改变对桥梁结构的内力及线形有一定的影响，针对参数变化对桥梁结构内力及线形等的影响进行了研究。本文以滦河特大桥（主桥）120m下承式钢箱系杆拱桥为背景工程，利用有限元软件对其进行了分析，并与监控现场实测数据进行了对比，并在此基础上对其进行了设计研究，主要研究内容如下: 总结现有的拱桥吊杆力优化方法，建立相对应的滦河特大桥（主桥）的有限元模型，对本文背景桥梁的成桥吊杆力、吊杆张拉顺序以及吊杆初张力进行优化分析，最终得到目标索力值;与此同时对背景桥梁的施工过程进行监控，对实测值与理论值进行对比分析，并针对施工过程中出现的问题，对主纵梁的梁高和桥梁纵坡对桥梁结构的影响进行了研究，并提出了合理的建议，为以后类似的桥梁的设计施工提供借鉴。 通过上述研究可以得到如下结论: （1）采用五种优化计算方法（即刚性吊杆法、刚性支承连续梁法、零位移法、最小弯曲应变能法、未知荷载系数法），分别以单一目标函数和多目标函数作为约束条件对滦河特大桥（主桥）的成桥吊杆力进行优化计算分析，结果表明:以多目标函数作为约束条件的未知荷载系数法计算结果要比其它单一目标函数作为约束条件的优化方法要好，更适用于滦河特大桥（主桥）的成桥吊杆力优化。 （2）制定了四种不同的张拉方案，通过倒拆法计算求得四种张拉方案的吊杆初张力，然后将各张拉方案的初张力代入有限元模型中进行正装计算，对比分析不同张拉方案时主纵梁和拱肋的应力变化以及吊杆力的变化，最终发现由跨中至梁端的张拉方案要比其它三种张拉方案效果更好，为最优的张拉方案，故选择由跨中至梁端的张拉顺序作为本桥的张拉顺序。 （3）在得到目标成桥吊杆力和最优张拉顺序以后，利用差值迭代法和倒拆法对吊杆初张力进行优化计算分析，对比分析两种计算方法的计算结果，无论从施工过程中各吊杆的力学行为方面考虑，还是从施工经济方面考虑，通过差值迭代法求得的吊杆初张力最合适。 (4)在滦河特大桥(主桥)施工过程中，对其主纵梁和拱肋的应力、线形以及吊杆力等各项数据进行了实测，并与理论数据进行了对比，结果表明:二者数据基本吻合，其差值均满足相关的规范要求。在施工过程中，出于设计思路、施工误差等影响因素，对滦河特大桥(主桥)进行了设计研究，并拟合出了主纵梁梁高和桥梁纵坡对相应的桥梁结构的影响公式，结果表明:在不同的荷载作用下，主纵梁的梁高增大，主纵梁上的弯矩增大，拱肋上的弯矩减小，且其二者的竖向挠度减小，这极大地改善了主纵梁和拱肋之间的内力分配;在恒载和活载的组合作用下，当纵坡为1％时，主纵梁和拱肋控制截面的最大应力值最小，弯矩值、竖向挠度及对称位置处的吊杆索力差值均较小。 (5)最后对全文的研究进行了总结，并针对全文的研究做了展望。
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