大跨径连续刚构桥合龙顶推力研究

连续刚构桥在收缩徐变、温度等作用下主梁下挠和主墩的平面变形较为严重.在合龙前对悬臂段施加顶推力能部分消除这部分的影响,改善结构受力.本文以某大跨径连续刚桥为工程背景,对合龙顶推力进行研究,因实际合龙温度和设计合龙温度存在温差,需对设计顶推力进行温度修正.     

大型斜拉桥施工过程中上塔柱整体临时存放后的主梁变形控制

目的研究大型斜拉桥上塔柱整体竖转施工过程中临时存放阶段主梁挠度变化,为此类大型桥梁施工过程进行有效控制提供借鉴.方法结合在建的港珠澳大桥实际工程,对斜拉桥上塔柱整体吊装至主梁后并临时存放于主梁上部时整体结构的力学行为进行研究.一方面,考虑滑移效应,采用改进的折减刚度法对组合梁跨中挠度进行计算;另外,采用Midas有限元软件,根据设计要求,建立三维有限元模型对主梁挠度进行计算,并与现场监控的实测数据进行对比.结果上塔柱临时存放于主梁后,主梁实测下挠值与理论下挠值接近,挠度变化较小;单幅梁直腹板与斜腹板下挠值接近,左右幅梁挠度变化较为对称,主梁下挠状态相对稳定;上塔柱竖转完成后,主梁挠度基本恢复.结论上塔柱在主梁上临时存放的方案安全可行,对主梁下挠影响较小,满足设计及施工要求.     

城市钢桁架桥结构设计要点探析

本文介绍城市钢桁架桥上部结构的设计要点,包括结构构造、主桁平面及空间模型的建立与计算结果对比和钢横梁的设计等.本设计选取主桁杆件为焊接工字形截面和H型钢可以满足高强螺栓的设计和施工要求,采用平面和空间分析主桁的结果吻合很好,考虑桥面板与钢横梁作为钢-混凝土组合结构共同工作符合实际结构工作状态.本文可供以后公路、城市钢桁架桥设计参考.     

主桁倾角对倒梯形钢桁梁气动特性的影响分析

针对主桁倾角变化对倒梯形钢桁梁气动特性有较大影响的问题,以某公铁两用连续钢桁梁为例,针对不同的主桁倾角,采用计算流体力学(CFD)的方法建立简化的三维分析模型,对钢桁梁节段进行风场模拟,分析不同主桁倾角下的钢桁梁断面静风气动力系数、涡振性能以及流场特性的差异。结果表明：升力系数和力矩系数受主桁倾角变化影响明显,主桁倾角为10°时,钢桁梁的升力系数较优,此时钢桁梁承受较小的竖向风荷载;主桁倾角为0°时,钢桁梁的力矩系数较优,此时钢桁梁承受较小的扭转风荷载;主桁倾角对钢桁梁在0°和6°风攻角条件下的涡激性能影响明显,涡振性能在主桁倾角为2.5°和5°时较优;随着主桁倾角的增大,钢桁梁内部风速存在的减速现象减弱,有利于内部行车稳定;主桁倾角的变化对湍动能的分布影响明显,随着主桁倾角的增大,钢桁梁内部湍动能的增大效果减弱,而钢桁梁背风侧湍动能的增大效果加强;通过综合对比多类气动特性,主桁倾角为5°的钢桁梁的气动特性较优。研究得出了主桁倾角变化对倒梯形钢桁梁主梁气动特性和空间流场特性的影响规律,可为后续钢桁梁的抗风设计提供参考。     

桁式加劲梁悬索桥抗风动力特性分析

大跨悬索桥的抗风性能在大跨悬索桥梁设计中具有非常重要的地位,而桁式加劲梁由于其优良的空气动力稳定性在大跨悬索桥中经常被采用。本文以湘西矮寨特大桥实际工程为背景,通过舍弃目前常用的单主梁、双主梁或三主梁模式而采用按实际桁架的构成建立仿真三维梁单元模型的方法建立了整体结构的三维分析模型,利用ANSYS有限元软件对该结构体系进行动力特性的分析计算,得到了该桥型的横向、竖向、主缆、扭转以及耦合振动的频率和振型。分析结果表明,由于桁架结构和索、杆的共同工作效应,使得这种体系的整体刚度好,特别是主缆抵抗变形能力强,动力性能优越,具有很好的抗风性能,分析结果将会为该桥梁进一步的抗风、抗震等设计提供有益的参考。     

“斜梁”起重机主梁受力分析计算与探讨

电动单梁起重机其主梁与端梁中心线一般情形下都是相互垂直的,但由于使用单位的场地限制和使用情况所影响,根据客户要求将起重机的主梁与端梁中心线设计成不垂直,主梁与端梁斜成4米,以满足客户的使用要求。本文主要通过对此类电动单梁起重机的主梁受力进行分析计算,提出了"斜式"电动单梁起重机稳定性的设计相关问题。     

大跨度三塔斜拉桥中跨合龙前后结构对比分析

大跨度三塔斜拉桥与以往常见的两塔斜拉桥相比在结构静力行为上有着较大的差异。文章结合某三塔斜拉桥运用大型有限元软件分析了其两中跨合龙前后主塔关键部位、主梁关键部位的应力和变形、每个主塔最外侧几根斜拉索索力的变化情况,以求了解大跨度三塔斜拉桥在中跨合龙前后结构的静力行为。     

钢箱梁斜拉桥结构参数敏感性分析

为保证钢箱梁斜拉桥成桥后的线形和内力满足设计要求,以某跨海斜拉桥为工程依托,采用MIDAS/Civil有限元软件建立全桥空间杆系模型对相关设计参数进行敏感性分析,研究主梁自重、斜拉索索力、施工临时荷载等结构参数对成桥状态的主梁应力、主梁线形和拉索索力的敏感程度。结果表明:主梁自重和斜拉索二次张拉索力对成桥状态的结构行为有显著影响,属于敏感性因素;主梁应力和斜拉索索力对结构参数的敏感程度低于主梁线形。研究结果可为确定监控关键控制量、结构参数识别以及误差修正提供科学依据,也对其他类似桥梁工程具有借鉴意义。     

天兴洲三主桁斜拉桥不同主梁纵向约束方式结构特性分析

结合拟建的天兴洲三主桁公铁两用结合梁斜拉桥,建立了大跨度公铁两用斜拉桥空间计算模型,并对其在恒载、活载、温度作用下静力性能进行了研究.重点探讨了不同主梁纵向约束方式对大跨度公铁两用斜拉桥静力性能的影响以及主梁合理纵向约束刚度.计算结果表明:对主梁设置合理纵向约束刚度,能使结构的受力性能得到改善.图2,表17,参5.     

张家港大跨度斜拉桥结构应力分析

本文以湖南常德张家港斜拉桥背景,利用有限元软件midas建立结构计算分析模型,对桥梁进行结构应力和结构稳定分析,得出了主梁,索塔和斜拉索在各极限状态下的应力分布情况以及桥梁的失稳模态,自振特性和抗震承载能力,并与现行规范进行了比较,各项数据均满足规范要求.本文的分析结果为桥梁的日常运营和后期的安全评估提供了重要依据.     

斜腿刚构桥分析与计算

斜腿刚构桥在结构上兼备梁和拱的特点和优势而呈现出良好的力学性能[1]。本文通过分析斜腿刚构桥的受力特点,建立有限元模型,进行了斜腿间主梁及斜腿屈曲分析,求解出稳定系数,再通过临界公式求得计算长度系数,按照压弯构件进行计算;伸长主梁按照一般受弯梁进行计算,对照规范进行了各项验算,为同类结构设计及计算提供思路和参考。     

浅谈红枫湖特大桥索力调整的体会

介绍红枫湖特大桥为两侧不对称的双索面预应力混凝土斜拉桥,通过对大桥主梁标高实测数据和大桥通车一年半以来的主梁混凝土徐变变形分析,业主、设计、监控等单位对本桥进行索力调整。本次斜拉索的索力调整工作是在大桥完全正常通车情况下完成的。     

多塔钢-混组合梁斜拉桥成桥阶段垂度效应分析

以武汉二七长江大桥为工程背景,运用大型有限元结构分析软件ANSYS11.0,对该桥主梁、主塔和斜拉索分别采用不同的单元进行有限元模拟,建立了三塔结合梁斜拉桥空间非线性单主梁模型,考虑斜拉索的垂度效应,进行该桥成桥阶段主梁和边塔内力的非线性垂度效应影响的定量分析。结果表明：三塔结合梁斜拉桥索的垂度效应不容忽视,垂度效应对三塔斜拉桥主梁和边塔的位移影响最大,对于主梁和边塔的应力影响次之,其对应力非线性影响不超过5%。     

斜风下大跨度桥梁主梁三分力系数试验研究

制作了一套测力系统,测定了主跨为926 m的鄂东长江公路大桥在斜风下主梁的三分力系数,并把所得的结果与用传统的斜风分解法所得的结果进行了对比,发现二者不一致.这表明:基于用传统的斜风分解法得到的三分力系数进行斜风下大跨度桥梁主梁风荷载计算是不合适的,必须通过风洞试验实测斜风下主梁的三分力系数.     

空间对接实验台四点支撑式转动技术

针对空间对接机构五自由度动力学实验台转动装置结构简单、质量轻、摩擦力矩小的技术要求,研究了一种四点支撑式转动技术。进行了四点支撑方案的结构分析和主梁设计,提出了主梁径向位置的保证措施及具有低摩擦力矩的轴向承载结构。研制了二吨台四点支撑方案模拟实验装置,实验结果表明:最大静摩擦力矩仅为2.1N·m,满足了设计要求。     

混凝土斜拉桥静载试验分析

本文对采用水平转体施工重量达14000吨绥芬河独塔单索面斜拉桥静载试验过程进行了阐述。在静载试验中,主要对各工况下主梁挠度、主塔塔顶变位、斜拉索索力增量、主梁的截面应力进行了测试,并利用桥梁博士软件建立斜拉桥模型,计算各工况下的理论值。通过实测值与理论值对比分析表明：结构在试验荷载作用下处于弹性受力状态,主梁、主塔的强度、刚度性能良好,受力状况合理;斜拉索受力合理,疲劳影响小;桥跨结构的偏载效应不明显,横向刚度大;桥跨结构能够满足设计要求。同时还可以看出,该种类型桥梁应用平面程序进行分析计算时,要根据空间分析结果对翼板部分参与工作截面进行适当折减。     

高速铁路三主桁连续钢桁拱-梁桥受力特性

采用模型试验和有限元法研究了三主桁(拱)刚度比、横梁刚度和横联刚度等因素对三主桁(拱)受力的影响,并分析了三主桁连续钢桁拱-梁桥受力特性.结果表明:三主桁(拱)刚度比对三主桁(拱)内力比影响较大,节间内横梁刚度对下弦杆竖向弯矩比和拱吊杆轴力比影响较大,下弦节点处横梁刚度对拱吊杆轴力比影响较大.当三主桁(拱)刚度相同且横联刚度超过0.15GN/m时,在远离支座1～2节间区域,下弦杆竖向弯矩中桁为边桁的1.5～2.0倍,拱吊杆轴力中桁为边桁的2～3倍,其他主桁内力边桁与中桁接近.     

高速铁路下承式板桁结合梁的受力分析

为了了解下承式板桁结合梁的受力性能,根据京沪高速铁路上的1座简支下承式板桁结合梁桥,设计制作了1个4节间下承式板桁结合梁模型,并分3个阶段10种荷载工况进行了模型试验,对主桁和纵梁的挠度,横梁的竖向、水平位移,纵、横梁、主桁各杆的应力,混凝土板上的应力、裂缝分布及宽度进行了分析,研究了混凝土板与主桁结点是否直接相连以及制动撑对结构的影响.试验结果表明:主桁的挠度和内力与按平面桁架计算的结果相比相差不大;在桥面系中,最大应力发生在横梁2上,混凝土的受力状态以竖向荷载作用下的弯曲为主;在竖向荷载作用下,制动撑的作用不大,但在水平荷载作用下,制动撑的作用明显;设计时可不考虑各种偏载的影响.     

安装误差对曲塔曲梁无背索斜拉桥受力影响

为研究安装误差对主塔、主梁和拉索的应力,主塔、主梁的变形及结构可靠度的影响情况,以混合梁无背索曲塔曲梁斜拉桥——东莞水道桥为工程背景,考虑桥梁施工过程,通过有限元软件ANASYS,建立随机误差分析模型,采用蒙特卡罗函数和拉丁超立方抽样技术,分析结构力学响应的敏感性因素及百分比,并对控制截面应力进行了可靠性分析.结果表明:主塔、主梁的应力及变形和拉索的应力非对称性显著,对应的敏感参数差异较大.塔身应力与位移标准差较小,对安装误差不起控制作用.大桩号侧主梁跨中及小桩号侧结合段处压应力对安装误差水平起控制作用.因此建议,钢主梁及合拢段强制合拢安装误差分别为±20 mm和±30 mm,主塔x、y、z方向的安装误差分别为±16mm、±16mm和±30mm,这样可以满足桥梁结构施工及运营的安全要求.     

上承式V拱桥体系转换及成桥力学性能分析

针对拱桥随着跨径增大而刚度下降,且在移动荷载作用下变形明显的问题,提出上承式V拱桥,在传统上承式拱桥的主梁和拱肋之间加入V形杆件,形成以主拱为下弦杆,V形杆件为腹杆,主梁为上弦杆的桁式结构,以提高结构的整体刚度和减小结构在移动荷载下的变形.以300 m跨径上承式拱桥为例,采用有限元软件研究结构进行体系转换的合理时机及成桥力学性能.结果表明:按顺序施工完拱肋、立柱及主梁后,加入V形杆件完成体系转换再进行二期恒载的施工方案较为合理,且该施工方案的施工阶段的应力及稳定性满足要求;300 m跨径上承式拱桥的强度、刚度、稳定性及动力特性均满足要求,且较传统拱桥具有更好的力学性能.