大跨度斜拉桥拉索参数振动研究

针对大跨度斜拉桥拉索的参数振动问题,利用三主梁建立模型的有限元方法计算三塔斜拉桥动力特性,并计算单根拉索动力特性。通过频率比较得出易于发生参数振动的拉索。取两个典型长索进行分析,通过有限元和数值积分两种方法比较讨论各种因素(激励频率、激励振幅、阻尼)对索参数振动的影响。结果表明:当索频率和全桥频率成一定比率时,极易发生大幅度参数振动,对桥梁的使用和安全有不利影响。     

拉索主要参数实用计算方法

文章介绍了斜拉索参数精确解方法及一种简化求解方法.简化方法具有计算公式简单,物理意义明确清楚、计算方便的特点,经计算证明,简化计算结果与精确十分接近,满足工程要求.     

大跨度斜拉桥拉索分段模拟对动力特性的影响

为反映斜拉桥拉索本身和桥梁的相互耦合的动力特性,将单根拉索用多根索单元分段精细模拟,考虑拉索本身振动对传统的单梁式斜拉桥的整体动力特性计算结果的影响,同时还提出一个考虑拉索分段但忽略拉索本身振动的分析模型,并对三种模型的分析结果进行了比较,最后用一个风洞试验的气弹模型对动力特性进行了校核.     

考虑突发断索事故的车桥系统动力行为分析方法

为实现缆索体系桥梁在突发断索事故中的运营安全分析,考虑桥梁拉索突发破断事故全过程特征,提出一种考虑模态信息更新和时变步长的车桥耦合系统动力行为分析方法.通过细化断索过程的计算步长,考虑断索前后桥梁模态信息的时变特征,实现断索事件下车桥系统动力响应的精细化分析.基于所提出方法,依托斜拉桥算例并采用数值模拟分析了断索作用对车桥系统动力行为的影响.结果表明：单根拉索断裂可引起桥梁频率变化2.56%;单根拉索断裂引起的主梁断面动力响应增幅最高可达80%～140%;与断裂拉索横向对称位置拉索的索力动力放大效应最为显著,达到2.16;过桥车辆的车体竖向加速度幅值约为无断索时的10倍,是威胁过桥交通安全的主要因素.     

拉索支座减隔震桥梁自适应推倒分析方法

以拉索支座减隔震桥梁为研究对象,提出了自适应推倒分析方法(AMPP),对比多模态推倒分析方法(MPA)和一阶模态推倒分析方法(PO-1),研究AMPP方法应用于这类桥梁抗震性能评估的可行性及效果.结果表明:推倒分析方法可以成功应用于拉索支座减隔震桥梁的抗震性能评估,AMPP方法对关键参数的计算精度高于一阶模态推倒分析和多模态推倒分析,但多模态推倒方法对下部构件的内力评估精度较好.     

频率法索力计算误差分析及实用计算公式

拉索作为索类桥梁的主要传力构件,其索力的精确分析对桥梁的安全性能评估尤为重要.通过建立拉索的ANAYS有限元模型,模拟考虑边界条件、垂度效应、斜度效应等实际情况.将有限元结果与弦理论公式计算结果进行对比,详细分析了三种因素对频率法测试索力的计算精度的影响.基于有限元分析结果,对弦理论公式进行边界条件以及垂度因素的修正,得到计算简便且意义明确的索力计算公式.最后通过与6种较成功的索力计算公式进行对比,证明该公式有良好的精度,有一定的工程价值和意义.     

桥面火灾条件下斜拉桥拉索及全桥结构的安全性能

针对日益受到关注的桥梁火灾风险问题,以一座大跨斜拉桥为研究对象,进行性能化抗火分析.首先进行火灾危险源分析,设置了3种桥面火灾场景;通过FDS模拟获得了不同场景下的火场温度,并与ISO834升温曲线进行比较;分别通过FDS火灾场和ISO834升温曲线得到了两种情况下的拉索温度,并结合屈服强度变化规律进行了拉索失效分析;最后对全桥安全性能进行了评估.结果表明:基于FDS模拟的火场温度总体上低于ISO834曲线温度,在最不利条件下最多可致3根拉索断裂;火灾对斜拉桥整体安全性能的影响有限,但会削弱桥梁的使用功能,应采取必要的防范措施以减小火灾损失.     

基于微分方程法的季冻区桥梁墩台内力计算分析

本文以Maple计算软件为平台,利用其求解微分方程组的强大功能,提出了一种对季冻区桥梁墩台进行内力计算的新方法。本方法通过对切向冻胀力作用下的桥梁墩台进行受力分析,划分结构计算单元,建立各墩台的微分方程组表达式,并根据混凝土的收缩、徐变以及温度影响力作用下,整桥各墩台之间及墩台各计算单元之间协同变形确定方程组的边界条件,求解出桥梁各墩台在切向冻胀力作用下的弯矩、剪力与位移的函数解析式。通过与桥梁博士分析软件的计算结果相对比,验证了本方法可以作为季冻区桥梁墩台内力计算分析方法的一种有效补充,并在实际工程中应用推广。     

桥梁钢绞线拉索防火隔热的理论分析及设计

桥梁拉索易在火灾情况下因高温而发生破坏,因此有必要对桥梁拉索的防火隔热开展研究设计。采用集中热质法建立了钢绞线拉索瞬态热流模型,求得拉索各层钢绞线表面温度随时间变化的数值解,并与有限元模拟结果进行了对比,取得了较好的一致性。参考美国后张法协会规范,根据限制拉索最外层钢绞线表面温度的防火要求,对计算进行分析,结果表明：受火时间为30 min时,拉索满足防火要求的最小防火层厚度与拉索等效模型的截面形状系数基本呈线性相关,且函数斜率约等于防火层的导热系数。以此为根据提出了计算桥梁钢绞线拉索防火隔热系统的最小防火层厚度的简便方法,并用37孔12.7 mm和单孔15.2 mm的钢绞线拉索进行了验算,数值计算结果表明受火时间为30 min时,前者最外层钢绞线的表面温度为261.3℃,后者为272.1℃,均满足防火要求。该计算方法简单可靠,为桥梁拉索防火隔热系统的设计提供了理论依据。     

基于最优传递矩阵的不确定型层次分析法在桥梁安全评估中的综合应用

在桥梁的安全评估中,采用确定型层次分析法,存在指标的不确定性和模糊性。针对工程实例,采用不确定型层次分析法,建立桥梁递阶层次模型,通过对比4种不同指标权重计算方法,最终选用最优传递矩阵法进行桥梁指标权重的计算。结果表明,不确定型层次分析法能够全面考虑影响桥梁安全性的各种因素;最优传递矩阵法计算权重精度高,桥梁安全评估结果更加可靠。     

CFRP与钢组合斜拉索设计方案及理论研究

提出两种碳纤维增强塑料(CFRP)与钢组合的斜拉索方案:CFRP与钢组合截面斜拉索,以及CFRP与钢组合结构斜拉索.前者发挥CFRP材料的优异性能,同时避免CFRP材料的锚固难题,两种材料的截面面积比为关键设计参数;后者将CFRP斜拉索与钢斜拉索在同一桥梁不同跨度区域分别应用,优化了整桥经济性能,不同材料斜拉索合理跨度区域的确定是其设计关键.采用解析解形式的参数分析,给出不同情况下关键设计参数的推荐数值,从理论上初步证明了两种方案替代传统钢斜拉索的可行性.     

微分方程法对季冻区桥梁墩台内力计算分析

以Maple计算软件为平台,利用其求解微分方程组的强大功能,提出了一种对季冻区桥梁墩台进行内力计算的新方法。通过对切向冻胀力作用下的桥梁墩台进行受力分析,划分结构计算单元,建立各墩台的微分方程组表达式,并根据混凝土的收缩、徐变以及温度影响力作用下,整桥各墩台之间及墩台各计算单元之间协同变形确定方程组的边界条件,求解出桥梁各墩台在切向冻胀力作用下的弯矩、剪力与位移的函数解析式。通过与桥梁博士分析软件的计算结果相对比,验证了本方法可以作为季冻区桥梁墩台内力计算分析方法的一种有效补充,并在实际工程中应用推广。     

T型大跨刚构桥悬臂施工阶段抖振研究

本文以某T型大跨刚构桥为研究对象,采用有限元软件ANSYS,计算分析了桥梁在最大双悬臂施工阶段、一臂次最大悬臂另一臂最大悬臂施工阶段两种状态下结构的抖振响应,进行了舒适度和施工人员安全性分析。计算分析结果表明一臂次最大悬臂另一臂最大悬臂施工阶段较不舒适,但两种施工阶段抖振响应对施工人员的工作影响不大,计算分析结果可为其它类似桥梁提供参考,具有一定的工程参考价值。     

桥梁拉索表面缺陷无损检测系统设计

针对国内外对桥梁拉索表面缺陷检测方法的不足,提出了以高速数字信号处理器芯片DM642为核心的桥梁拉索表面缺陷无损检测系统设计方法,并搭建了检测系统硬件平台。检测系统主要包括缺陷图像高速数据采集单元、DM642硬件平台、爬行移动机构和缺陷定位装置。结合数字图像处理算法,在实验平台上对系统设计进行了现场实验验证,大量试验证明该系统具有工作稳定可靠、实时性好、海量存储和无损检测等优点。设计的检测系统技术先进,对目前的桥梁拉索健康检测具有重要的现实意义和实用价值,而且该方法具有较好的通用性,可以推广应用到其它相关的检测领域。     

斜拉索粘性剪切型阻尼器的简化设计方法

斜拉索的粘性剪切型阻尼器减振设计需要求解二阶微分方程组,计算工作量很大.针对此问题,给出了一种基于经验公式的简化设计的方法,由室内及实桥试验证明,利用此方法设计的阻尼器具有优良的减振性能,可满足工程设计要求.     

基于刚度及经济的CFRP与钢组合拉索设计理论

基于钢斜拉索、碳纤维增强塑料(CFRP)斜拉索适用跨径研究结果,针对1 400~2 800 m主跨斜拉桥整体刚度不足提出一种新型结构方案,即基于刚度及经济性能的CFRP与钢组合拉索方案.该方案将CFRP斜拉索与传统钢斜拉索同时应用于斜拉桥中,将２种材料高强轻质及弹性模量高的优点进行组合,以充分提高斜拉索的等效刚度,进而提高斜拉桥的整体刚度.详细介绍该组合方案设计思路与方法,通过比较等效刚度以及经济性能给出２种材料斜拉索推荐组合比例.最后,通过一座1 400 m主跨CFRP与钢组合拉索斜拉桥试设计说明该方案相对传统方案整体刚度上的优势,证明其工程应用的可行性,是主跨为1 400~2 800 m斜拉桥的优选方案之一.     

桥梁抗震安全设防及重要性的效益—成本分析

结构物的重要性是安全设防标准确定的基本依据之一．针对桥梁结构在国民经济中的特殊性,引入了一种基于效益－成本分析的桥梁设计目标可靠度确定的分析方法．然后利用交通网络分析的方法,借用运输项目经济评价中的国民经济评价的分析模型,并吸收灾害经济研究的最新成果,对桥梁破坏的社会经济损失进行分项计算,得出桥梁在一定使用年限内的损失期望．最后通过算例进行了示例分析．     

桥梁安全评估中不确定型层次分析法的应用

在桥梁的安全评估中,采用确定型层次分析法,存在指标的不确定性和模糊性.针对工程实例,文章采用不确定型层次分析法,建立桥梁递阶层次模型,通过对比4种不同指标权重计算方法,最终选用最优传递矩阵法进行桥梁指标权重的计算.结果表明,不确定型层次分析法能够全面考虑影响桥梁安全性的各种因素,而且,最优传递矩阵法计算权重精度高,使得桥梁安全评估结果更加可靠.     

超长斜拉索的参数振动

研究了斜拉桥中拉索的参数振动,利用三维有限元模型计算了苏通大桥的全桥动力特性和单根拉索的动力特性,得出了可能发生参数振动的拉索;分析参数振动时,取单根索模型(索端受随时间变化的位移激励);计算了在同一激励下不同拉索的响应;对与主梁成一定频率匹配关系的斜拉索进行分析;讨论了各种因素(阻尼、激励幅值、激励频率)对参数振动的影响;指出在一定条件下,拉索可能由于桥面振动的激发而发生参数振动,对桥梁的安全性带来不利影响.在大跨桥梁中,由于拉索和主梁的低频特性,非常有可能发生参数振动.这意味着在大跨斜拉桥设计中出现一个新的研究趋势.     

预应力混凝土徐变理论解与常用软件结果对比分析

混凝土徐变与收缩效应的分析,是混凝土桥梁结构设计计算中的一项重要内容,特别是特大跨径桥梁中,其计算的准确与否,直接影响桥梁能否顺利合拢。常用的桥梁设计软件有桥梁博士和迈达斯,两者在计算处理上不尽相同。本文通过两个算例,在不同的受力条件下,采用数学解析解与两者计算结果进行对比,探讨软件计算结果的差异及原因,为大跨度桥梁徐变计算提供有益的参考和探索。