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在组合结构研究逐步深入和多塔悬索桥发展应用快速增长的大背景下,本文以悬索桥体系和组合桥面系作为突破口,聚焦多塔悬索桥静力刚度体系和组合桥面系负弯矩开裂两个关键问题,从整体到部分辨证地研究了该关键问题的内在机理,取得的主要研究成果如下:(1)建立了多塔悬索桥纵向刚度体系模型和竖向刚度体系模型。基于能量原理推导得到单主缆纵向刚度公式,建立了悬索桥纵向刚度多弹簧模型。基于竖向变形系数和纵向传力系数等核心参数,建立了大跨多塔悬索桥竖向刚度模型。将本文模型与前人模型、有限元模型进行充分对比,验证本文模型的精确性。(2)开发了高效精确的多塔悬索桥变形计算程序。基于前文建立的多塔悬索桥纵向刚度模型和竖向刚度模型,研发了多塔悬索桥静力变形非线性计算程序MULTI-SBPD(Version 1.0),将其应用于各类悬索桥工况,证明该程序具有良好的计算精度、快速的计算效率和稳定的非线性迭代能力,为工程初步设计和科学研究提供了高效精确且稳定的计算平台。(3)完成了钢-混凝土组合桥面系的悬吊试验研究。采用悬吊装置对连续组合桥面系构件进行静力加载,在构件中对称位置分别设置新型抗拔不抗剪连接件和栓钉连接件,对比不同连接件作用下桥面系性能。试验研究表明新型T型连接件可以有效改善组合桥面系负弯矩性能;悬索桥的实际变形主要由缆索系统的变形组成,且缆索的变形会改变内力的分布,进而使梁截面自身刚度的影响将降低。(4)研究了组合桥面系负弯矩的计算理论和分析模型。建立了考虑滑移效应的组合界面理论模型,从理论上证明新型抗拔不抗剪连接件在组合构件负弯矩作用下可有效降低混凝土板拉应力。提出新型抗拔不抗剪T型连接件剪力-变形模型,将其应用于有限元模型,并与试验结果进行充分对比,验证该模型准确、可靠。(5)提出了组合桥面系多塔悬索桥的设计建议。基于本文建立的多塔悬索桥结构计算模型和组合桥面系力学性能的研究成果,对组合桥面系应用于多塔悬索桥的结构性能进行了深入分析,提出了组合桥面系多塔悬索桥的设计建议。