中承式钢管混凝土拱桥自振特性分析

在结构动力特性计算的理论基础上,建立某三孔不等跨径中承式钢管混凝土拱桥的空间有限元模型,分析计算其自振特性并参考其它文献的计算结果总结出大跨度钢管混凝土拱桥自振特性的一般性规律。分析了主要结构参数拱肋刚度及矢跨比的改变对钢管混凝土拱桥自振频率的影响,比较计算结果表明拱肋刚度及矢跨比的改变均对钢管混凝土拱桥自振频率产生影响。     

刚架拱桥拱索加固体系的受力特性

对某钢筋混凝土刚架拱桥提出了采用拱索体系的加固方法,用空间有限元对其受力特性进行了分析,并与试验测试值进行了比较.研究结果表明,对于用钢缆索斜拉法加固刚架拱桥的新结构,其空间受力效应明显;对处于软土地基上的桥的动力特征分析,必须考虑桥台与地基土壤之问的弹性抗力作用;原拱桥的面外刚度比面内刚度大,反映原拱桥具有足够的横向刚度.     

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.     

上承式加V拱桥动力特性研究及试验验证

为解决上承式拱桥跨径增大后自振频率快速下降的问题,提出一种新的上承式加V拱桥结构体系.将V形构件设于主梁和拱圈间以增大拱桥的刚度,进而提高结构的自振频率.通过适时的结构体系转换,实现一期恒载由拱圈承担,二期恒载及活载由一个主梁为上弦杆、拱圈为下弦杆、V形构件为腹杆并带多点弹性约束的变高桁架来承担,整个结构同时兼具拱和桁架的优点.为验证上承式加V拱桥动力特性研究和计算的正确性,修建跨径为10 m的试验桥,通过脉动试验测试桥梁首次发生面内竖弯的自振频率;利用有限元软件对其刚度和动力特性进行计算,分析V形构件刚度对结构动力特性以及V形构件数量对结构温度应力的影响,并研究体系转换的必要性.结果表明:结构首次发生面内竖弯的自振频率试验值与计算值相差较小,且振型与有限元分析相吻合.在增加材料很少甚至不增加材料的情况下,结构的自振频率得到明显提高,尤其是面内自振频率.V形构件的刚度存在一个合理的设置范围,V形构件的个数应以能使其与主梁或拱圈所构成的三角形的内角在45°～60°之间为宜.加V形构件后的上承式拱桥结构刚度大幅提高,且在L/4(L为桥梁跨径)处,列车静活载所产生的上挠度几乎为0.经过体系转换后二次成桥的成桥方法可使上承式加V拱桥充分发挥拱受力的优越性.     

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     

两跨非对称加载预应力混凝土框架的试验

通过对1榀近于足尺的两跨预应力框架的试验研究,从塑性内力重分布的角度入手,分析了影响后张有粘结预应力混凝土框架弯矩调幅的相关因素--控制截面的相对受压区高度、次弯矩、柱梁线刚度比以及柱顶裂缝的开展情况.结果表明,后张有粘结预应力混凝土框架由一跨增加到多跨,其调幅特性仍然没有发生变化,即主要受控制截面混凝土相对受压区高度及次弯矩的影响,柱梁线刚度比也对弯矩调幅起一定作用;其次,多跨预应力框架的塑性铰只出现在加载跨上,最终结构破坏也是由于加载跨的破坏,对非加载跨的影响很小.     

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.     

永修特大桥拱墩连接处受力特性分析

文章以昌九客运专线上永修特大桥为例,通过拱墩连接处局部空间有限元精细分析和1:3的缩尺模型试验,对下承式刚架系杆拱桥拱墩连接处的受力特性作研究。研究结果表明:预应力螺纹钢筋的预应力只对下锚板上方的混凝土产生效应,下锚板以下部分不受影响;系杆拉力大小只影响系杆以下部分墩柱的受力情况,对系杆以上部分刚架几乎无影响;拱肋轴压力很大,拱墩连接处不考虑螺纹钢筋预应力时拱座混凝土已经受压,因此,预应力可适当减小。     

上承式V拱桥体系转换及成桥力学性能分析

针对拱桥随着跨径增大而刚度下降,且在移动荷载作用下变形明显的问题,提出上承式V拱桥,在传统上承式拱桥的主梁和拱肋之间加入V形杆件,形成以主拱为下弦杆,V形杆件为腹杆,主梁为上弦杆的桁式结构,以提高结构的整体刚度和减小结构在移动荷载下的变形.以300 m跨径上承式拱桥为例,采用有限元软件研究结构进行体系转换的合理时机及成桥力学性能.结果表明:按顺序施工完拱肋、立柱及主梁后,加入V形杆件完成体系转换再进行二期恒载的施工方案较为合理,且该施工方案的施工阶段的应力及稳定性满足要求;300 m跨径上承式拱桥的强度、刚度、稳定性及动力特性均满足要求,且较传统拱桥具有更好的力学性能.     

跨线刚架拱桥快速拆除施工方案研究

上跨某高速公路的刚架拱桥全长52 m,因高速公路改扩建要求拟对其进行拆除施工.为保障桥下高速公路正常通行,提出了先切割拆除后整体顶升移运的刚架拱桥快速拆除施工方案.利用杆系有限元模型,分析刚架拱桥的拆除方案,并通过对关键横断面内力变化分析,评估了刚架拱桥切割方案的实际效果.利用实体有限元模型分析刚架拱桥切割后整体顶升移运过程中的变形状态,并研究了刚架拱桥采用SMPT顶升快速移运过程的安全性.结果表明,切割后刚架拱桥的内力情况仍能满足其抗力要求,但切除弦杆后近拱腿顶部存在受力较大的横断面.考虑SMPT顶升过程中支点脱空的不利工况下,剩余刚架拱桥在顶升移运过程中变形仍能满足安全要求.     

混合桥墩抗震性能试验研究

以3个剪跨比为3.0桥墩试件(包含1个混合桥墩试件和2个对比试件)的拟静力试验为基础,研究混合桥墩与钢筋混凝土桥墩、钢管混凝土组合桥墩抗震性能的差异,并以此作为混合桥墩方案是否可行的评判依据。结果表明:3个桥墩试件均发生弯曲延性破坏,但混合桥墩试件的裂缝数量多、沿墩身分布范围广;混合桥墩试件的抗震性能要明显优越于钢筋混凝土桥墩试件,其位移延性和自复位能力甚至比钢管混凝土组合桥墩试件更为出色;混合桥墩兼顾了经济性和耐震性,在地震设防区是一个极具竞争力的桥墩方案。     

横隔梁对"人"字形桥梁结构受力行为影响的分析

利用通用有限元软件SAP2000建立了“人”字形桥梁典型结构的有限元模型,通过对模型进行模拟分析,研究横隔梁对结构受力行为的影响.分析出“人”字形桥梁结构中必要而适宜的最少横隔梁的数量及其位置,得出了对实际工程有参考价值的结论和建议.     

某多跨PC连续梁桥静动载试验分析

桥梁静动载试验是检验桥梁承载能力、评价桥梁现状的重要手段．文章以某运营了近30年的多跨Pc连续梁桥为背景,介绍了该桥静动载试验方法．根据试验数据和检验指标的对比分析,对桥梁的承载能力进行了综合评估与鉴定,并结合桥梁的实际病害状况提出了相应的处治建议．对同类型桥梁的检测与维护工作有一定的参考价值．     

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。     

空腹式刚架拱桥的车辆荷载静动力试验

通过车辆荷载的静动载试验,对福州市尤溪洲闽江大桥———空腹式刚架拱新型桥在车辆荷载作用下上部结构的静动力性能进行测试,获得了空腹式刚架拱的实际结构特性.为该新型刚架拱桥的研究及通车正常运营提供了参考和依据.     

下承式混凝土系杆拱桥荷载试验与评定

对某下承式混凝土系杆拱桥进行了现场静力和动力荷载试验.通过现场荷载试验,测试了该桥的各种力学性能指标,并将试验结果与理论分析结果进行了对比分析,为评定该桥的整体受力性能提供了可靠依据,同时也可为同类桥梁的设计与施工积累经验.     

桥梁支座抗震性能的模拟分析

支座是桥梁整体抗震性能上的一个薄弱环节,正确模拟支座的抗震性能非常重要,据此,本着为工程实践服务的目的,发展了一种简单、实用的非线性空间支座单元,并已在程序中实现,最后,以一座四跨连续梁桥为便,用美国Drain-2DX程序对本文支座单元的正确性进行了验证。     

某受损桥墩受力行为仿真分析

以某因撞击受损桥墩为例,建立实体及杆系有限元仿真模型,采用静力分析及有限元建模相结合的方法对桥墩受损后的力学行为进行了分析。研究结果表明:桥墩被撞击时,最大压应力出现在撞击点,最大拉应力出现在桥墩撞击点高程的2侧圆弧面及撞击点内部;受损桥墩裂缝较大处箍筋屈服的概率大;成桥状态验算时,桥墩撞击面壁厚损伤75%工况下的应力及位移的验算结果接近或基本达到规范相应限值,而桥墩撞击面壁厚损伤100%工况下的验算结果不能满足规范相应限值要求;随着桥墩损伤程度的增加,桥墩的稳定系数逐渐降低。     

钢拱桥自振模态多因素敏感性分析

<正>常运营中的桥梁结构,总会受到车辆荷载、环境因素等的影响,导致结构性能发生不同程度的退化.桥梁结构的模态参数是反映结构性能的重要指标,研究影响模态参数的各因素对结构模态的敏感程度,是评估结构性能的重要途径.本研究以一钢拱桥为例,采用有限元软件Ansys建模,对结构进行自振模态分析,并选取影响结构模态的5个材料参数进行分析计算,比较各参数对结构模态频率的敏感性.结果分析表明,5个材料参数对结构模态频率的敏感性各不相同,拱肋弹性模量敏感性最强,对结构高阶、低阶模态都有影响;吊杆弹性模量模态敏感性最弱;材料密度和弹性模量对模态频率的影响正好相反.     

砂土地基桩基础承载性状试验研究

通过湘阴湘江大桥两根试桩的静载荷试验,探讨了该地区砂土地基中桩基础承载性状及荷载传递机理,对比分析了同一长径比下,桩长对桩身轴力的传递和桩身侧摩阻力的发挥有较大的影响,Ⅰ号试桩属纯摩擦桩,Ⅱ号试桩属端承摩擦桩.在设计荷载一定的情况下,恰当选择桩长桩径使摩阻力的发挥达到最优状态是一个设计时值得考虑的问题.另外采用工程桩作为试桩,难以用静载试验确定桩的极限承载力.图8,参11.