组合索塔锚固区水平受力机理的理论与试验

在总结和分析组合索塔结构形式的基础上,依据变形协调原理推导了组合索塔锚固区主要构件承担水平力的计算公式,并推导了计算主要构件内力的一般算式。结合一实际工程进行了组合索塔锚固区水平受力分析的足尺模型试验,得到了主要构件的应力分布规律。通过与试验结果进行对比,验证了本文提出的公式的准确性。     

乌江特大桥H型索塔施工过程力学特性与监控研究

目的研究特大桥H型索塔施工过程的力学特性演化,探索各施工工况H型索塔整体应力水平、结构安全可靠、施工安全保障,为实际工程应用提供合理的设计施工依据.方法依据乌江特大桥H型索塔结构工程特点,合理设置对拉和对撑控制系统,有效控制索塔结构在各施工阶段均处于许可应力范围,使斜拉桥H型索塔下塔柱外倾、中塔柱内倾施工增高的过程中,下塔柱内侧及中塔柱外侧根部混凝土会产生拉应力而影响施工安全,为此建立索塔渐变截面的下、中塔柱内力与施工高度关系的力学计算公式开展分析,基于索塔实际施工阶段划分进行施工过程力学建模、数值计算与监控量测分析.结果下、中塔柱施工中的最大拉应力大于塔柱材料的抗拉强度极限值;索塔塔柱施工过程顺桥向平均偏位绝对值8.2 mm、横桥向为3.5 mm、最大拉应力为0.96 MPa,满足现行规范要求.结论乌江特大桥索塔采用撑拉系统辅助施工方案,可有效控制柔性索塔施工过程中的偏位及最大拉应力,保证了结构的施工受力安全,研究结果对特大桥H型索塔的设计和施工具有指导意义.     

斜拉桥单向预应力体系索塔锚固区足尺模型试验研究

为研究布置单向预应力的混凝土索塔锚固区的传力机理,明确该类新型索塔锚固区的实际受力状况,以广中江高速公路西江水道桥为工程背景,进行了索塔节段足尺模型试验和有限元数值分析,试验中特制了与实桥一致的平行钢丝索短索,并设计了斜向加载反力梁,以模拟斜拉索的大吨位斜向荷载;试验过程中观测结构的应力、变形以及裂缝发展.研究结果表明:理论分析与试验结果吻合较好,结构在1.2倍设计荷载下仍处在弹性受力状态,主要受力部位未发现裂缝;推算抗裂安全系数为2.04,布置在顺桥向塔壁的单向预应力能够提供足够的压应力储备.     

恒载作用下桥梁桩基础三维仿真分析

本文通过大型通用有限元程序ANSYS8．1，对某实际桥梁桩基础进行了自重荷栽作用下的三维仿真分析，并且针对计算结果进行分析，结果表明基础设计合理，受力可靠。     

双层钢箱截面组合索塔力学性能试验

设计制作了5个具有开孔板连接件和5个具有焊钉连接件的双层钢箱截面钢-混凝土组合索塔模型试件,根据索塔实际受力特性进行轴压和恒定轴力下的往复弯曲荷载试验.试验展示了使用两类连接件的双层钢箱组合索塔在不同荷载作用下的破坏形态和极限能力,结果表明:开孔板和焊钉均能约束受压钢板的屈曲波长,连接件的类型对试件破坏的具体形态有一定影响;轴压比是影响试件力学性能的主要因素,所有试件都根据其大小分为受压破坏和受拉破坏两类;无轴力和过高的轴力都会明显降低构件在往复荷载下的力学性能.最后,将试验结果与按照基于刚塑性原理的规范计算得到的承载能力进行比较.     

大跨度部分地锚斜拉桥力学分析与参数研究

为分析大跨度部分地锚斜拉桥受力特征,合理确定其设计参数,进行了解析方法研究和参数分析.基于斜拉索面膜化假定,推导了大跨度部分地锚斜拉桥的平衡微分方程,求得其近似解;推导了若干关键力学响应的计算公式,并与有限元计算成果进行了对比;通过解析计算公式,对边中跨比、塔梁高跨比、主梁刚度、索塔刚度和地锚锚索支承刚度等参数进行了研究,提出了大跨度部分地锚斜拉桥的若干设计建议.计算结果表明,所推导公式的误差均小于15%,可满足概念设计时的精度要求.参数分析表明,大跨度部分地锚斜拉桥边中跨比可取0.3左右,塔梁高跨比可按传统斜拉桥取值;主梁、索塔自身刚度对结构整体受力影响较小,而地锚索支承刚度影响较大.     

对桥梁通软件盖梁计算的分析

盖梁是连接桥梁上部和下部结构的重要组成部分,盖梁的设计计算,在整个桥梁设计中特别重要,由于活载组合的多样性使得盖梁受力情况较为复杂,计算也十分繁琐.目前国内普通钢筋混凝土结构多采用桥梁通软件进行计算,用桥梁通软件建立模型,正常计算中程序默认是把上部荷载接每片梁中心位置加载到盖梁上,而实际情况是上部荷载通过支座传到下部结构,这就使得计算结果与实际结果有一定误差,本文结合工程实例,对上述两种计算情况进行对比,并给出相应分析,希望可以为今后桥梁设计者提供一定的参考依据.     

某新型索塔结构的力学性能模型试验与理论分析

桥梁模型试验是研究复杂桥跨结构或复杂构造细节的重要手段之一。主要介绍了某新型桥塔结构的模型试验及其施工工艺研究,并用大型有限元计算软件ANSYS重点对索塔模型的塔柱、横梁部分进行受力分析,并与桥塔模型试验结果对比。从理论与试验两方面都证明桥塔设计安全合理。     

高速公路桥梁加宽设计施工探讨

本文以某市高速公路改建工程为例,结合平面杆系有限元计算程序＂桥梁博士＂（V3.0.3版）的计算结果,分析了加宽桥梁的受力特点,论述了旧桥加宽设计中遇到的一些实际问题,并提出了一些解决方法,同时对加宽桥梁的施工要点和构造要求进行了论述。     

整体钻柱的受力与变形分析

利用有限单元法，建立了整体钻柱的受力与变形分析模式。用这一模式计算了一口水平井在其增斜段钻柱全长的受力与变形，对钻柱全长的受力与变形分析结果与仅取下部钻具组合时的分析结果进行了对比．算例表明，整体钻柱的受力分析结果是合理的。首次计算出实际井眼中钻柱整体的受力与变形状况，对于合理设计定向井或水平井的钻柱与下部钻具组合有一定的参考价值。该方法同样适用于对套管柱进行受力与变形分析。     

双柱悬索拉线塔塔柱参数共振研究

双柱悬索拉线塔在强风荷载作用下会出现动力失稳现象,准确评估它的动力稳定性对输电线路的安全性具有重要意义。本文先根据双柱悬索拉线塔塔柱的受力特点,将其简化为下端铰支、上端弹性支撑的等截面柱;接着运用Hamilton原理建立偏微分运动方程,并通过Galerkin方法将其分解为常微分方程,然后根据鲍洛金提供的方法建立临界频率方程,从而得到塔柱的主要动力不稳定域;最后从实际工程中选取双柱悬索拉线塔进行算例分析,结果表明此算例中的塔柱不存在参数共振现象。     

公和双层独塔斜拉桥下部结构分析与优化

对自行设计的公和双层独塔斜拉桥下部结构进行了空间有限元分析，有限元分析模型中对不同构件采用不同的有限单元，同时对不同单元之间的连接进行了有效的处理，分析结果表明，在桥墩和承台之间设置的薄壁结构，极大改善了承台与群桩的受力状态，在对桩基结构进行分析的基础上进行了优化设计；优化后，桩基结构应力分布更趋合理，节省了材料，减少了工程量，也进一步了降低了工程造价。     

部分斜拉桥主塔鞍座节段模型试验研究

中山市歧江大桥为三跨双塔单面索预应力部分斜拉桥,主塔鞍座采用新型索鞍结构．介绍该主塔鞍座节段模型试验,研究鞍座处索鞍下部混凝土的受力性能及应力分布情况,对主塔节段进行有限元空间分析,判定新型索鞍结构的合理性．     

外露型钢锚箱索塔锚固结构受力机理试验

通过缩尺比例为1∶2的节段模型试验,揭示了外露型钢锚箱索塔锚固结构的受力机理,重点分析了塔壁预应力在结构中的作用效应.研究结果表明:外露型钢锚箱索塔锚固结构在中小跨径桥梁中具有较好的适用性;在塔壁不开裂的情况下,预应力不会改变水平索力在钢锚箱和混凝土塔壁之间的分配关系;预应力能够明显减少塔壁混凝土的拉应力,提高塔壁的抗裂性能,但也会降低钢板的利用率和增大焊钉剪力顺桥向作用的剪力.     

折线塔斜拉桥主塔力学特性的研究

以沈阳某折线塔斜拉桥为背景，从混凝土折线塔的受力特点出发，通过有限元数值法对混凝土折线塔主塔折角等关键部位的力学特性进行了分析研究.结果表明:主塔折角处存在严重的应力集中现象，但高应力区范围较小.折角处设置加劲板后，折角截面应力集中系数下降，加劲板消除了中跨侧塔壁平面外弯曲现象，同时折角部位加劲板内出现竖向拉应力.因此，设计时应适当加大加劲板腋角尺寸，并适当加强加劲板内的竖向主拉钢筋和表面防裂钢筋网.     

采用拉索减震支座的斜拉桥地震易损性分析

利用易损性方法对斜拉桥设置拉索减震支座与否进行了细致的研究,并得到了塔底弯矩和墩梁位移的易损性曲线.通过基于概率的分析研究表明,拉索减震支座能够有效地限制墩梁的相对位移,同时还能够适当地减小塔底的弯矩.对斜拉桥安装拉索减震支座的减震机理进行探讨表明,依靠摩擦增加阻尼以及通过拉索改变地震力的传力路径是减小斜拉桥地震响应的主要方式.     

缆索承重桥的体系比选

从结构体系受力特点出发,将斜拉桥和悬索桥与其他各种双塔三跨缆索承重桥进行对比分析,并探讨在面对隧道竞争的情况下,不同跨径范围内结构体系的合理选择;比较了各种多塔缆索承重体系桥梁的力学与经济性能.分析表明,对于双塔三跨的缆索承重桥,主跨小于1100 m时,优先选择斜拉桥体系;超过1100 m时,悬索桥将面对其余缆索体系及隧道的竞争,可考虑锚碇和基础处水深及其他因素比较确定.     

交叉索布置方式对多塔斜拉桥力学性能的影响

为提高主跨设交叉索的多塔斜拉桥刚度,改善其受力性能,在现有的交叉索布置方式基础上,提出间隔布置、非对称布置两种新的交叉索布置方式。建立主跨设交叉索的三塔至五塔斜拉桥有限元模型,与现有布置方式对比,分析新的交叉索布置方式对活载作用下主梁挠度、中塔塔顶位移、结构竖向基频及中塔内力的影响。结果表明：在拉索用钢量相同的条件下,与原有的交叉索布置方式相比,交叉索间隔2根索布置时,三至五塔斜拉桥的中塔塔顶位移减小3.9%~8.9%,主跨跨中下挠减小0.03%~4.9%,竖向基频增大1.40%~4.3%,中塔塔底弯矩减小2.2%~6.6%;交叉索采用非对称布置时,中塔塔顶位移减小8.2%~9.2%,主跨跨中下挠减小0.01%~6.6%,竖向基频增大0.7%~2.7%,中塔塔底弯矩减小5.6%~7.7%。间隔布置、非对称布置可有效提高交叉索对中塔的约束效果,提高结构刚度、改善桥塔受力。采用非对称布置的结构刚度最大、桥塔受力最小。     

基于索鞍无预偏施工悬索桥的施工仿真

针对索鞍无预偏的悬索桥施工设计，通过基于悬索力学的解析迭代法与基于有限位移理论的有限元法相结合，系统地进行了施工中的主索下料长度、空缆状态及空缆标高、加劲梁吊装阶段的主塔受力和变形以及锚跨索股张拉时机与张拉量等控制参数的仿真计算；并利用ANSYS程序和有限位移理论在悬索桥施工仿真应用时解的延续性和可逆性，从link10单元初应变调整入手，放弃初始状态试算的大循环迭代方法，建立了利用通用程序从结构成桥状态倒退到初始状态的有效方法。     

大跨径三塔缆索承重桥梁力学参数敏感度分析

建立了主跨为1 400m的三塔悬索桥、三塔斜拉桥和三塔斜拉-悬吊协作体系3种桥型的有限元分析模型.考虑几何非线性效应,利用ANSYS参数化设计语言(APDL)编制了计算程序,分析了主梁的最大挠度、索塔塔顶最大位移及主缆抗滑移系数对主梁刚度、索塔刚度、塔梁约束刚度、矢跨比、中央扣等参数的敏感程度,并进一步确定了主梁刚度和索塔刚度合理取值范围.结果表明:主梁刚度对悬索桥影响较小;主塔刚度是3种桥型的核心参数;塔梁约束可改善3种桥型的力学性能;减小矢跨比或设置中央扣可提高结构刚度,但会降低主缆抗滑性能.