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.     

大跨度悬索桥空间温度场精细分析方法

为了研究悬索桥空间温度场分布及其变化规律,提出了自然环境下大跨度悬索桥空间温度场精细分析方法.首先根据构件表面所在位置和太阳入射角判断大跨度悬索桥构件外表面的遮挡状态,然后基于传热理论计算构件外表面所受辐射能,通过对构件各外表面施加辐射荷载和对流换热边界计算大跨度悬索桥空间温度场,最后以某大跨度悬索桥为例,采用多尺度分析方法计算主缆的热物性参数,在此基础上得到了自然环境下该桥空间温度场分布.结果表明,自然环境下大跨度悬索桥主缆空间温度场关于跨中非对称分布,最高温度出现在近跨中受太阳正面照射的节段,主塔迎阳面和背阳面最大温差近7,℃,桥面阴影区与相邻非阴影区温差达15,℃.以该方法为基础,可以实现大跨度悬索桥健康监测系统结构响应中温度效应的精确分离.     

大跨度四塔悬索桥动力特性参数敏感性分析

为了深入研究大跨度多塔悬索桥的动力特性,基于ANSYS软件建立了某大跨度四塔悬索桥的三维有限元模型,采用Block Lanczos法进行模态分析,以获得该桥的自振频率和振型,并分析了主缆矢跨比、恒载集度、主梁刚度以及中塔刚度等结构关键参数对其动力特性的影响.结果表明:该桥基频为0.071 71 Hz,对应振型为主梁一阶正对称侧弯;增大矢跨比有利于提高大桥颤振性能;随着恒载集度的增加,结构各阶自振频率均有不同程度的下降;增大主梁横向和扭转刚度可分别提高主梁侧弯和扭转频率,而增大主梁竖弯刚度对主梁竖弯频率影响较小;主梁一阶竖弯频率随着中塔纵向刚度的增大而显著提高.研究结果可为大跨度多塔悬索桥的结构设计与动力分析提供参考.     

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     

大跨度自锚式悬索桥的颤振稳定性研究及风洞实验

研究大跨度自锚式悬索桥钢加劲梁的截面选形、结构动力特性分析、施工及运营状态的气动力性能等问题;以湘江三汊矶大桥为背景,基于多振型耦合颤振的气弹性理论,分析计算自锚式悬索桥的颤振临界风速;探讨截面形式、施工方法等对钢加劲梁的气动参数及颤振稳定性的影响;此外,与该桥的节段模型和全桥气弹性风洞实验的结果进行对比。研究结果表明:自锚式悬索桥的抗风稳定性主要与主梁的施工方法和架设过程有关;桥梁颤振临界风速随着结构体系的转换而变化,其抗风稳定性主要对结构频率比较敏感;该种桥式具有良好的抗风稳定性。     

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。     

大跨度悬索桥温度变形监测与分析

以香港青马大桥为例,通过现场监测、有限元分析、理论推导,系统研究了悬索桥的温度分布特征和温度变形规律．研究表明：大跨度悬索桥的温度时空变化可由传热有限元分析得到;当温度升高时,悬索桥中跨跨中桥面下降,桥塔向中跨聚拢;主缆温度变化是控制主梁跨中竖向位移和桥塔塔顶水平位移的主要因素．揭示了大跨度悬索桥在运营期间的温度变形规律,并提供了温度变形的简便计算公式．     

大跨度桥梁非线性静力抗风研究

在传统的桥梁风荷载计算理论的基础上，考虑到大跨度悬索桥的非线性特点，提出了大跨度悬索桥在风荷载作用下的非线性静力失稳理论，推导了适合计算的非线性刚度矩阵，并开发了大跨度桥梁的非线性静力抗风计算程序，通过实例分析验证。根据该理论分析和计算，本文对大跨度悬索桥的静力抗风研究提出了新的思路和建议。     

大跨度悬索桥施工控制浅析

为了保证悬索桥的施工安全，促使成桥结构的线形和受力状态最大限度地逼近设计状态，对施工过程准确地控制分析十分有必要。以正在施工的北盘江大桥为工程背景，总结分析了大跨度悬索桥施工控制的特点、方法和计算理论，简单介绍了施工控制的内容和步骤，最后指出了当前施工控制系统的不足，以期对大跨度悬索桥施工控制系统展开更深的研究。     

结构参数变化对自锚式悬索桥动力特性的影响

自锚式悬索桥的动力特性主要包括体系的自振频率和主振型,它是自锚式悬索桥动力分析的基础和前提.通过建立空间有限元模型及工程实例,给出了前20阶频率和相应的振型,分别计算了恒载、加劲梁刚度、塔架刚度、矢跨比等结构参数变化对自锚式混凝土悬索桥动力特性的影响,并与相同跨径和结构参数的1座地锚式悬索桥进行了比较,对影响规律做了详细的讨论.