双塔单索面矮塔斜拉桥的荷载试验应用研究

文章结合新建双塔单索面矮塔斜拉桥荷载试验,介绍了矮塔斜拉桥承载能力检定过程中的桥梁结构验算、静载试验及承载能力检定,较详细地阐述了静载试验方法及试验结果分析,对该类桥梁的静载试验提供有益的参考依据。     

双塔单索面矮塔斜拉桥静载试验分析

桥梁荷载试验是评价桥梁承载能力的重要措施及方法,文章通过双塔单索面矮塔斜拉桥静载试验,阐述斜拉桥静载试验测试内容及测点布置,分析桥梁在试验荷载作用下强度、刚度、拉索索力、抗裂性能及承载能力评定,对该类桥梁静载试验分析提供有益的参考依据.     

池州长江大跨度公路斜拉桥极限承载力分析

池州长江公路大桥为主跨828 m的双塔非对称混合梁斜拉桥。文章根据通车前荷载实验数据建立该桥的基准有限元模型,在此基础上,基于极值点失稳概念,从初始平衡构型出发进行极限承载力分析;研究几何非线性、材料非线性以及不同活载分布对桥梁极限承载力的影响;分析在不同活载分布下桥梁结构的失效路径。结果表明：大跨度斜拉桥的极限承载力取决于各构件的材料非线性行为,并且由斜拉索的材料非线性控制;同时考虑几何与材料双重非线性的极值点失稳概念计算得到的极限承载力更加符合实际。     

主跨1600m自锚式斜拉桥的静力特性分析

以主跨1 600 m的双塔三跨自锚式斜拉桥为基本研究对象,建立有限元分析模型,计算该跨径斜拉桥结构体系在恒载、活载、风荷载以及各种荷载组合下的结构静力响应情况。通过试设计方案的整体结构计算和参数分析,进一步摸清该跨径斜拉桥的静力力学特性,论述该跨径斜拉桥采用常规的双塔三跨自锚式全钢箱梁斜拉桥结构体系的技术可行性。     

单索面矮塔斜拉桥宽幅箱梁施工阶段的剪力滞效应

以石湾特大桥为研究背景,采用空间有限元理论．通过建立整桥的空间有限元模型,研究了单索面矮塔斜拉桥在预应力和竖向集中力荷载作用下各施工阶段主梁的受力特性和剪力滞效应。分析结果表明：单索面矮塔斜拉桥宽幅箱梁在施工阶段剪力滞效应较严重（最大剪力滞系数为1．93）,部分翼缘板出现拉应力;最大悬臂状态时,主梁整体呈现正剪力滞现象...     

三主桁三索面公铁两用双塔斜拉桥动力特性分析

以某三主桁三索面公铁两用双塔斜拉桥为研究对象,采用ANSYS软件建立了有限元模型,计算了桥梁的振动特性,计算分析结果表明该桥横向刚度相对较小。对于不同成桥索力情况,研究了索力对结构动力特性的影响。然后考虑到列车荷载的影响,将列车荷载以等效均布质量的形式加载桥上,对不同车辆荷载工况进行了动力分析。计算分析结果表明该桥成桥索力对结构振动频率影响不明显,横向振动影响甚微。列车荷载对结构竖向振动频率影响较明显,横向较小。     

单索面斜拉桥考虑几何非线性地震反应分析

以一主跨为２００ｍ钢筋混凝土单索面斜拉桥为例，分析了在地震荷载作用下的几何非线性性能．结果表明：在桥面内，单索面大跨度斜拉桥的几何非线性对地震响应有影响，在桥塔上部尤其明显，而在面外几乎没有影响．     

独塔斜拉桥动力分析

为探讨索面单元法在结构动力分析中应用的可行性,以我国在高烈度区修建的第一座独塔斜拉桥-兰州银滩黄河大桥为工程背景,用索面单元和“脊梁”模型两种不同的有限元模型对进行了动力特性分析;用索面单元对结构体系和震中距的不同对独塔斜拉桥地震反应的影响进行了分析。并探讨了高烈度区独塔斜拉桥地震反应的一些特点。     

偏载作用下塔梁固结中央索面斜拉桥倾覆扭转分析

现代城市桥梁建设中,对桥梁美学的追求越来越重要,中央索面斜拉桥凭借其独特的空间造型而被广泛采用。由于塔梁固结、塔墩分离结构体系的中央索面斜拉桥结构空间单索面不能显著提高结构的整体抗扭刚度,所以在设计过程中需着重分析这种体系的抗扭、抗倾覆性能。以实际工程为背景,利用通用软件Midas/civil建立有限元模型,分析塔梁固结、塔墩分离中央索面斜拉桥在最不利偏载效应下的结构受力行为,提取关键截面处的应力和位移数据对结构的主梁抗扭、抗倾覆性能进行比较分析,并且对影响此种结构体系斜拉桥抗扭因素的敏感参数进行了着重分析。     

涪陵乌江二桥整体计算分析

涪陵乌江二桥为一座高低塔单索面斜拉桥,主跨340m,全长590m,宽25.5m,主桥主梁采用大悬臂单箱单室截面,为国内最大跨径单索面斜拉桥。本文介绍了整体计算分析所考虑的各种工况、静力计算分析结果和动力分析结果,为类似但索面斜拉桥桥梁设计提供参考。     

独塔单索面斜拉桥节段模型风洞试验与计算分析

以某主跨为136 m独塔单索面斜拉桥为工程背景,进行了该桥主梁节段模型测振及测力风洞试验,并在试验的基础上进行了风荷载计算和抖振响应计算.试验与计算结果表明:最大双悬臂状态和成桥状态在设计风速范围内发生了一些小幅涡振现象,但该桥涡振振幅满足规范要求;桥梁最大双悬臂状态和成桥状态颤振临界风速远大于颤振检验风速,大桥具有足够的颤振稳定性.     

超千米级斜拉桥的恒载索力优化

把超千米级斜拉桥的索力优化问题归结为非线性隐式优化的数学模型,以系统最小弯压应变能为目标,根据合理成桥状态指定各种非线性约束条件,利用投影梯度法进行优化问题的求解,求解过程中充分考虑了各种几何非线性的影响。利用ANSYS工具建立了1400m的斜拉桥有限元模型,然后据此建立斜拉索索力优化的数学模型,进行优化计算。结果表明,优化前后索力的相对改变量并不大,但是结构内力状态却得到极大改善,塔梁恒载弯矩和主梁恒载挠度减小明显,主塔塔顶向岸侧有一定偏移量,对混凝土塔的长期受力更加有利。该文优化方法为以后类似超千米级斜拉桥的索力优化提供参考。     

超大跨度V塔斜拉桥的经济与力学特性

建立了超大跨度V塔斜拉桥和常规直立索塔斜拉桥的有限元分析模型.通过对比研究,给出了V塔斜拉桥的一些经济、力学特性.和常规直立索塔体系斜拉桥相比,当V塔斜拉桥的塔柱倾角为对应跨最外侧拉索倾角之半时,节省量最优,但此时塔柱材料用量仅节省6%,拉索用量节省1%,总节省量并不大.V塔斜拉桥能够降低塔高,减小拉索悬挂长度,增大拉索倾角,使得结构整体刚度增加,稳定性系数得以提高,算例中塔根弯矩比常规体系小26%左右.另外,V塔体系能更好地抵抗横向风荷载的作用,满足斜拉桥向更大跨度方向发展的需求.     

斜弯独塔混合梁斜拉桥参数敏感性分析

为研究斜弯独塔混合梁斜拉桥在成桥状态下受结构设计参数的影响程度,对结构设计、施工监控和关键控制量制定等提供参考,以张家口纬二桥为工程背景,建立有限元模型。基于结构参数敏感性分析的摄动原理,引入敏感度分析指标,选取塔梁固结处弯矩值、桥顶纵向位移值、背索索力、主梁最大挠度为控制目标,对桥梁钢混结合段位置、桥塔局部温度荷载、斜拉索初拉力和背索竖向倾斜角度等结构参数进行敏感性研究。分析结果表明：桥梁钢-混结合段位置、斜拉索初拉力、背索竖向倾斜角度对斜弯独塔混合梁斜拉桥主梁挠度和桥塔线形影响较大。其中,混凝土梁和钢梁的跨度比变化15.73%,塔顶纵向位移、主梁最大挠度将分别变化30.3%和29.4%;桥塔局部温度荷载主要影响此类桥塔的纵向变形,对桥塔受力敏感度较低;背索竖向倾斜角度对斜弯独塔混合梁斜拉桥影响最为显著,背索竖向倾斜角度变化7%,塔顶纵向位移较初始位置最大变化也达到205.8%。     

斜拉桥异型主塔稳定性研究

斜拉桥体系中,主塔是受压构件,对于异型主塔,结构重心偏离中轴线位置,空间受力和稳定性比较薄弱,稳定性分析显得极其必要．针对长青沙二桥施工过程中主塔的不同状态,建立主塔有限元分析模型进行稳定性分析;在悬臂施工阶段对比主塔稳定性计算方法,确定了斜拉索保向力对主塔稳定性的贡献．     

拉杆倾角对斜拉桥桥塔侧向稳定性的影响

针对刚性拉杆斜拉桥拉杆倾角对桥塔侧向稳定性影响的问题,基于能量原理,以单承重面刚性拉杆斜拉桥为研究对象,推导出带有刚性拉杆考虑扭转变形的斜拉桥侧向弹性稳定系数解析计算公式并以算例进行验证,研究了辐射式、竖琴式和扇形3种不同索面类型斜拉桥拉杆倾角对桥塔侧向弹性稳定性的影响。结果表明：拉杆倾角与桥塔侧向稳定性系数存在非线性关系,不同类型索面斜拉杆倾角变化对桥塔稳定性系数“非保向力”效应的影响均是不同的。     

斜拉索辅助索减振的性能分析与试验研究

为了提高斜拉索辅助索的减振性能,分别采用辅助索阻尼器,辅助索索端阻尼器及主索索端阻尼器进行有限元及理论分析并用试验检验.有限元模型为一主跨1.4km斜拉桥的1/4索面,由38根斜拉索和4根辅助索组成.用ANSYS进行时程分析,忽略拉索内在阻尼,用MATLAB对数据进行处理.结果表明:阻尼器变形越大越能获得较大的最优模态对数衰减率;3种阻尼器均可使索网前3阶对数衰减率达到0.04,且安全系数达到2以上;主索索端阻尼器与辅助索索端阻尼器分别为最优阻尼共同作用时,减振效果不为二者单独作用之和,且低于辅助索索端阻尼器单独作用时的减振能力;辅助索索端阻尼器或主索索端阻尼器与辅助索阻尼器分别为最优阻尼共同作用时,减振效果约为二者单独作用之和.试验模型有3根主索和1根辅助索组成.试验结果证实有限元分析结果正确,二者的对数衰减率随阻尼器阻尼变化趋势相同.     

广珠城际西江特大桥主桥空间受力分析

为了准确模拟预应力混凝土独塔斜拉连续刚构组合桥型的空间受力特性,以大型通用有限元程序为平台,采用相应的建模策略和二次开发技术,建立三维空间精细化基准有限元模型,在此基础上编制相应的计算程序,分析研究西江特大桥主桥独塔斜拉和连续刚构2种体系在组合结构中的受力性能及其作用.对比分析了其主梁考虑预应力和不考虑预应力2种情况下组合结构的自振特性.计算结果表明:独塔斜拉刚构体系整体表现出刚构的受力特性,斜拉索作为安全储备可对结构的"刚度保持"起到重要作用;主梁预应力效应改变了组合结构的刚度体系,对组合结构的自振特性具有一定的影响.     

双缆悬索桥体系的力学特性(Ⅱ)

研究了双主缆悬索桥体系在承受不平衡活载时的力学特性——双缆体系根据荷载在上缆与下缆间的分配情况,可等效为一根虚拟主缆;单跨加载时,加载跨主缆内力增大,非加载跨荷载由下缆向上缆转移,虚拟缆垂度减小,以达到与加载跨主缆的内力平衡.根据加载跨与非加载跨主缆水平力相等的关系,通过求解虚拟缆的垂度,得到了荷载在上缆与下缆间的分配比例,建立了有限元模型进行验证,并与理论值进行了对比.结果表明,双缆体系在承担不平衡活载时,其塔顶位移及跨中挠度远小于传统悬索桥.     

独塔斜拉桥动力特性影响因素分析

以独塔单索面混凝土斜拉桥为研究对象,通过建立有限元模型,对其进行动力特性分析,并给出该桥的前10阶频率和振型。在此基础上,研究了质量变化、主梁竖向刚度、主梁横向刚度、塔柱刚度、斜拉索参数单一变化对结构动力特性的影响,并对其影响规律进行了分析,研究结果为同类桥的动力研究提供参考。