大跨度悬索桥考虑行波效应的地震分析

文章基于大型有限元软件Ansys对大跨度悬索桥进行模拟,分析了大跨度悬索桥在地震作用下的各种响应,并对比分析大跨度悬索桥在多点一致激励和多点非一致激励下的各种响应,所得结论对工程实践有一定的指导意义。     

中央扣对悬索桥地震反应的影响

文章运用大型结构分析程序Midas/Civil,在地震波作用下,对某三塔悬索桥的地震反应进行数值模拟,分析了中央扣的设置对三塔悬索桥的动力特性的影响。结果表明,中央扣的设置加强了主缆与加劲梁的联系,增大了结构的整体刚度,在地震作用下能有效的约束加劲梁的竖向位移和纵向位移,并使中塔的纵向位移响应变小,但是设置中央扣加大了结构的内力,在抗震设计时必须要考虑这种不利影响。     

中央扣对三塔悬索桥地震反应的影响

针对三塔悬索泰州长江大桥这一特殊桥型,基于Abaqus台建立了该桥的空间动力有限元模型并进行非线性动力分析.研究了地震作用下,缆梁间刚性中央扣对三塔悬索桥塔梁位移、塔柱内力以及塔梁间弹性拉索的影响.研究结果表明:中央扣对三塔悬索桥动力特性有不可忽视的影响;由于中央扣增强了缆梁间相互作用,在地震作用下,中塔横向位移与加劲梁跨中竖向位移均有所增加,中塔柱纵桥向剪力有所减小;中央扣限制了加劲梁纵向位移并减小了加劲梁对中塔下横梁的作用,但边塔柱底扭矩有所增加.     

风缆系统对管线悬索桥动力特性的影响分析

目的研究大跨度管线悬索桥的自振规律、振型特点,分析风缆系统对管线悬索桥动力特性的影响,为管线悬索桥的抗风设计提供借鉴和参考.方法基于通用空间有限元分析软件MIDAS/Civil,建立大跨度管线悬索桥仿真模型,采用控制变量法分析了风缆布置平面与水平面夹角、风缆张拉力、风缆矢跨比、风拉索布置形式、稳定索布置形式等因素对管线悬索桥动力特性的影响.结果风缆与水平面夹角对结构横弯和竖弯振型频率影响较大,布置角度θ在0~30°范围内较为适宜;随着风缆张拉力的提高,结构的横弯和竖弯刚度增大,风缆张拉力设计计算时应具有一定的安全系数,建议取为1.5~2.0;在风缆张拉力一定的情况下,当风缆矢跨比小于1/10时,对结构反对称横弯振型频率影响显著;改变风拉索及稳定索布置间距对于结构动力特性影响较小.结论风缆结构设计参数对管线悬索桥的动力特性影响较大,将风缆系统各项设计参数控制在合理范围内可以显著提高结构的抗风性能.     

行波效应对大跨度连续刚构桥地震反应的影响

利用大型结构分析程序ANSYS/TRANSIENT,对地震波三向正交分量独立作用和联合作用下连续刚构桥的地震反应的行波效应进行了时程分析的数值模拟,分析了连续刚构桥在各向振动分量的作用,以及各向振动不同相位差的行波效应,对其地震反应的一般影响规律进行了讨论.结果表明:在地震波的各单向行波效应和三向正交行波效应时,结构的内力均有不同程度的增大,而结构的位移却呈现减少的趋势,结构的振动周期延长.     

柔性悬索桥动力特性与地震响应分析

文章采用非线性的有限元理论对柔性悬索桥进行抗震分析,采用反应谱法与动态时程分析法对该桥在地震荷载作用下的响应进行了分析,时程反应分析与反应谱分析的结果存在较大差异,分析认为对于大跨度的柔性结构,反应谱法已不能适用.结合该人行悬索桥设计,将大跨悬索桥的设计理论与柔性悬索桥的实际情况相结合,根据计算结果采取相应的工程措施,注重结构的安全性、适用性、经济性和美观性,充分发挥柔性悬索桥的交通通行功能,对悬索桥的设计具有指导意义.     

大跨度悬索桥地震动力分析中高阶振动的影响

以镇江—扬州长江公路大桥南汊大跨度悬索桥为工程背景,讨论了大跨度悬索桥地震动力分析中高阶振动的影响,并提出具体计算时如何恰当考虑高阶振动的影响.大跨度悬索桥地震动力分析中高阶振动的影响@聂利英@叶爱君@胡世德     

大跨度悬索桥地震动力分析中高阶振动的影响

以镇江－扬州长江公路大桥南汊大跨度悬索桥为工程背景,讨论了大跨度悬索地震动力分析中高阶振动的影响,并提出具体计算时如何恰当考试高阶振动的影响。     

普光天然气管道悬索桥地震时程反应研究

为研究普光天然气管道悬索桥动力性能,完成了在天津波作用下的单向和三向一致激励地震时程反应计算。结果表明,在横向地震波激励下,普光天然气管道悬索桥的地震响应主要表现为桥身的横漂和桥塔的横桥向振动,顺桥向和竖向振动效应很小。在顺桥向地震波激励下,悬索桥的各个部位的位移和应力都明显比横桥向地震波激励下的位移小。在竖向地震波激励下,悬索桥的地震响应主要表现为桥身和桥塔的竖向振动,顺桥向和横桥向振动效应很小。对于桥身结构,横桥向的地震波所产生的震害最大,其次为竖向的地震波,顺桥向的地震波所产生的震害最小。对于主塔结构,顺桥向地震波激励下其位移时程曲线波动最大,但顺桥向地震波激励下的主塔应力时程曲线低于横桥向的地震波激励下的应力时程曲线。     

自锚式悬索桥地震反应有限元分析

以某独塔自锚式悬索桥为工程背景,采用空间有限元程序ANSYS,对其进行了地震反应仿真计算.针对桥塔和桥墩为异形结构(贝壳状弧形壳体),采用8节点实体单元模拟主塔和桥墩.通过迭代计算确定结构初始平衡状态并计入初应力对结构刚度的影响,建立了全桥精细有限元模型.分别对嵌固模型、考虑桩-土相互作用和考虑承台土压力这3种模型进行了不同地震波组合下的动力时程反应分析.计算结果表明:塔根截面的应力水平最高,是结构抗震的关键部位;墩和塔出现了局部应力集中的现象,应力集中的区域在截面突变处和截面的角点处;考虑承台土压力的影响,可以有效减小桩基础的应力;精细有限元模型可以较好地反映结构在地震作用下的易损部位.     

索塔底部铰接管线悬索桥地震反应

针对某带风缆且索塔底部铰接管线悬索跨越工程,输入三条频谱特性不同的地震波,采用时程分析法研究地震激励作用对管线悬索桥结构关键部位内力及位移的影响.研究结果表明:在加速度峰值相同但频谱特性不同的地震波激励下桥梁结构地震反应存在显著差异;由于塔底铰接,主缆内力在地震力作用下变化显著;管线弯曲内力在地震载荷作用下变化幅度较大,考虑到其特殊的使用性,在抗震设防时必须优先考虑管线结构的抗震能力.     

悬索桥动力特性分析

桥梁结构的动力特性反映了桥梁的刚度指标,对于正确地进行桥梁的抗震设计及维护有着重要的意义。文章以四川省江油市哪吒大桥为研究对象,采用《MIDAS/CIVIL2006空间分析软件》,建立该桥的空间力学计算模型,利用子空间迭代法计算了该桥梁结构的自振频率及相应振型特征,结合计算结果对桥梁的动力特性和刚度特点进行了讨论。分析结果表明：该类型桥型加劲梁刚度较弱,桥梁低阶以加劲梁竖向振动为主。     

独塔自锚式悬索桥动力特性和地震反应谱计算分析

以主跨248 m的南京某独塔自锚式悬索桥设计方案为背景,采用MIDAS/Civil 2006有限元程序建立全桥空间模型,利用子空间迭代法计算了该结构的自振周期和振型,并应用反应谱方法计算了该桥地震响应.对同类桥型的动力研究具有参考意义.     

行波效应对预应力混凝土曲线箱梁桥地震反应的影响

行波效应是大跨度结构抗震分析不可忽略的影响因素,但对于目前在城市立交和高架桥建设中应用广泛的多跨预应力混凝土曲线箱梁桥,不考虑地震动行波效应的影响已经不能满足工程抗震的需要。该文针对一座5跨预应力混凝土曲线箱梁桥考虑行波效应时的地震反应,采用有限元分析程序,选取空间梁单元建立动力计算模型,研究此预应力混凝土曲线箱梁桥的动力特性;并选取E1-Centro地震动,考虑3种工况组合进行了多点激励与一致激励下的地震时程反应分析,给出了曲线箱梁和桥墩的内力、位移时程反应。     

结构构件阻尼比对大跨度悬索桥地震响应的影响

对某大跨度悬索桥进行3向地震反应谱响应分析,考虑不同构件阻尼比对悬索桥地震响应产生的不同影响.首先通过设定不同构件阻尼比的情况进行模态分析,以振型贡献系数最大值所对应的模态阻尼比作为一个方向结构的整体阻尼比;然后采用反应谱法获取该方向上结构的地震响应.通过对结构的地震响应分析发现,不同构件阻尼比对结构地震响应的影响不容忽视;《公路桥梁抗震设计细则》中对悬索桥整体阻尼比不宜大于0.02的建议会使结构地震响应偏大,从而使桥梁设计偏于安全.     

吊索振动松弛对悬索桥地震响应的影响分析

以一座钢悬索桥为对象,首先建立能考虑主缆和吊索振动松弛的全桥空间有限元模型,所得固有振动模态与数值解析模态、现场试验结果的比较验证了有限元模型的正确性,可采用该模型进行非线性地震响应分析。其次,探讨地震荷载下主缆和吊索发生振动松弛的可能性,结果表明:强震作用于纵桥向时,跨中附近的吊索会出现振动松弛,但初始轴力较大、轴力减小量相对较小的主缆没有出现振动松弛;强震作用于横桥向时,吊索和主缆均未出现振动松弛。最后,分析强震荷载下吊索振动松弛对悬索桥各构件的影响,结果表明:纵桥向加震时,吊索振动松弛使横桥向另一侧的吊索轴力增大10%,但对加劲梁、主塔和主缆的地震响应影响较小,最大增大5%。     

稳定型悬索桥的动力位移响应分析

建立稳定型悬索桥的受力模型,并且计算该桥在不同车辆移动荷载作用下的位移响应.并且对计算结果进行了一定分析.     

单塔悬索桥的结构参数对动力特性的影响分析

根据空间有限元计算模型，采用混合结构形式，以沙县单塔悬索桥为研究对象，利用子空间迭代法计算分析了恒载、垂跨比、加劲梁刚度、塔的刚度对单塔悬索桥动力特性的影响，并比较了单塔与双塔悬索桥动力特性的区别，综合了单塔悬索桥的动力特性，为推广和发展此类悬索结构提供了设计理论依据     

考虑梁端碰撞效应的单跨非对称悬索桥地震响应分析

目的 研究主引桥伸缩缝处碰撞效应对大跨度悬索桥地震响应的影响。方法 以西南地区某单跨非对称悬索桥为研究对象,基于ANSYS有限元软件建立主引桥模型,采取接触单元法,研究桥梁在考虑梁端碰撞效应下的地震响应,并探究了伸缩缝间隙、碰撞单元刚度以及主引桥周期比对其影响规律。结果 主引桥间的相互碰撞会在梁端产生一个较大的碰撞力,其峰值会随着伸缩缝间隙的增大而减小,随着碰撞单元刚度的增加而增大;同时,碰撞作用使加劲梁的位移随着间隙宽度的增大而增大,随着碰撞单元刚度的增加先减小后趋于稳定,随着周期比的增大而减小;结构产生的碰撞力峰值根据地震波不同表现出不同的变化规律;塔顶位移和塔底内力基本不受参数变化的影响。结论 伸缩缝间隙和碰撞单元刚度是影响地震响应的重要参数,需要在设计中合理考虑和选择。     

新光大桥的动力特性和地震行波效应研究

新光大桥位于广州新光快速路主干线,是世界上第一座三跨连续钢桁拱与钢筋混凝土V型刚构结合的钢-混凝土组合体系桥梁,主桥跨度为177 428 177 m,在目前同类型桥梁中,主桥长度位居世界第一.该桥结构新颖,造型独特.文章主要针对新光大桥的动力特性和地震行波效应进行了详细研究.在两水准、两阶段抗震设防思想下给出了主要控制构件在考虑行波效应情况下的内力,并与纵桥向地震一致激励作用下的内力进行了比较;同时给出了在不同剪切波速下,主拱顶截面的位移时程曲线.研究表明行波效应以及地面剪切波速度对大跨度连续刚架钢桁拱桥的地震响应有着较大的影响.