三塔双跨悬索桥动力特性分析

桥梁结构的动力特性对进行桥梁的动力性能设计、健康检测和维护具有十分重要的意义,而三塔双跨悬索桥具有和传统的大跨径悬桥不完全相同的静、动力性能。针对泰州大桥工程实例,通过ANSYS有限元分析软件研究了三塔双跨悬索桥在成桥阶段和施工阶段的动力特性,并与传统的悬索桥作比较,得出了一些有意义的结论,供工程设计人员参考。     

基于挠度理论的三塔四跨悬索桥静力特性分析

为研究三塔四跨悬索桥活载效应下的静力特性,拓展单跨悬索桥挠度理论公式,建立了多塔连跨悬索桥挠度理论非线性微分方程组,引入“代换梁法”求解方程组。基于MATLAB语言平台考虑了集中力引起的主缆水平力增量对影响线的非线性影响,开发出基于挠度理论的多塔连跨悬索桥内力线形的程序。研究结果表明:挠度理论解与有限元法的计算结果具有较好的一致性,位移相对最大偏差为5.3%,弯矩最大相对偏差为13.9%; 加劲梁最大挠度发生在两个主跨跨中处; 挠度理论的位移和弯矩大于有限元的计算结果,依此控制结构设计是较安全的。挠度理论在三塔四跨悬索桥设计中具有足够的适用性,可以应用在多塔连跨悬索桥的初步或者概念设计方面。     

三塔两跨悬索桥猫道设计与施工

泰州大桥为国内外首座千米级三塔两跨悬索桥,中塔首次采用全钢结构,工程实践经验少,猫道系统作为悬索桥上部结构安装工程最为重要的临时施工设施,其设计和施工尤为重要。在分析三塔两跨悬索桥猫道设计与施工中存在的关键问题的基础上,泰州大桥猫道设计选择了不设抗风缆的四跨连续构造。叙述猫道结构的总体设计以及猫道承重索及扶手索、锚固系统、猫道面层、横向通道等细部设计,并分别描述了猫道牵引系统施工、承重索施工、面层系统施工等猫道施工工序,为今后三塔连跨悬索桥猫道设计与施工提供有力的参考依据。     

2000米跨径下三塔悬索桥钢中塔结构形式的研究

简单概述三塔悬索桥的必要性,以及对2000米跨径下三塔悬索桥中塔结构形式进行简要研究和分析.     

大跨径多塔连跨悬索桥结构特性影响因素分析

文章在分析回顾多塔悬索桥结构特性研究进展的基础上,初步总结了多塔悬索桥力学行为规律;基于主缆垂跨比、中塔纵向刚度等参数对结构静、动力性能的影响趋势分析,建立了大跨径多塔悬索桥结构参数选取决策分析模型,使用层次分析法(AHP)对各设计参数进行了重要性排序,得出中塔纵向刚度、主缆垂跨比及加劲梁支承形式是影响结构整体性能的主要因素,指出了设计阶段参数选择的次序。     

泰州大桥——世界首座千米级三塔悬索桥

2007年12月开工建设的泰州大桥位于江苏省中部,连接泰州与镇江,为世界首座千米级三塔连跨悬索桥,同时中塔采用世界首个纵向人字型钢塔,中塔基础采用世界上入土最深的水中沉井基础。为了建造这项宏伟的工程,针对众多技术挑战,建设者采取了一系列的创新技术：三塔悬索桥的设计技术,江中大型深井的定位着床、封底技术,人字型钢中塔的钢混结合连接技术、超厚钢板的焊接加工技术以及钢中塔异型节段的精确加工与控制技术等。     

三塔自锚式悬索桥模型试验研究

介绍福州市螺洲大桥试验模型的设计、试验过程和试验研究结果.通过对实测结果与有限元计算结果的分析对比,研究三塔自锚式悬索桥这一新型结构形式的静力行为.结果表明,三塔自锚式悬索桥的结构变形和内力与外荷载基本呈线性关系,主梁挠度与主塔的水平位移之间存在密切关系,主塔刚度对多塔自锚式悬索桥的竖向刚度影响较大.     

近塔桥面火灾对三塔悬索桥结构性能影响研究

以某三塔悬索桥中间钢塔为例,研究了火灾对钢桥塔和桥梁结构性能的影响.首先,通过火灾场景数值模拟,得出桥面近塔区域不同类型火灾场景下的火焰温度分布规律,以及钢结构桥塔的温度分布特性.其次,通过非线性分析获得了三塔悬索桥在不同的近塔火灾场景下结构静力性能的变化.结果表明,在大型车辆火灾作用下,钢中塔有超过80m~2的区域温度超过800℃,最高温度达到1 000℃以上,中塔性能受到显著影响.钢中塔的应力、变形发生较为明显的变化:钢塔产生4.6mm的竖向残余变形和53.8mm的侧向残余变形,火灾区域应力折减达70 MPa,而主缆、主梁的应力和变形变化较小.     

基于黏滞阻尼器的单跨悬索桥地震位移响应控制

工程中,黏滞阻尼器常用于降低大跨度单跨悬索桥的顺桥向地震位移响应.为此,有必要深入研究其主要技术参数对桥梁结构地震位移响应的影响作用规律.以主跨1250 m单跨悬索公路桥为例,建立其三维有限元数值分析模型,选取七条实测地震记录,通过时程分析法进行计算,得到结构重点部位的地震位移响应.研究表明:随着阻尼系数的增大,大跨度...     

基于实测与规范风谱的三塔悬索桥抖振性能对比

为了描述三塔悬索桥抖振性能,采用实测与规范风谱进行了抖振对比研究.基于润扬、苏通桥址区多次台风现场实测数据及结构健康监测系统数据库的数据资料,采用非线性最小二乘法获得桥址区实测强风风谱模型——实测谱.以世界第一大跨度三塔悬索桥主跨1 080 m的泰州大桥为工程背景,分别采用规范谱和实测风谱为目标谱模拟了桥址区的三维脉动风场,据此开展了基于ANSYS的三塔悬索桥抖振响应对比研究.结果表明:2种主梁抖振位移PSD曲线基本一致,各方向的第一阶振型对主梁抖振响应的贡献最大;泰州大桥主梁沿跨度方向侧向抖振位移RMS分布与两塔悬索桥基本一致,竖向与扭转抖振位移RMS分布表现出了其独有特点;采用实测谱的主梁抖振响应略小,规范谱偏于保守.研究结果可用于该桥的风致抖振分析,同时可对其他同类型桥梁的抗风设计提供重要参考.     

不同约束形式对三塔悬索桥活载响应的影响

大跨径三塔悬索桥是一种新的结构形式,不同的约束形式对结构的内力与变形有一定的影响。该文采用大型专业有限元软件MIDAS／Civil2006建立了某三塔悬索桥有限元空间分析模型,对结构在不同的纵向约束和竖向约束体系下的静力活载响应进行了分析和对比,并提出了关于三塔悬索桥结构体系方案选择的建议,为今后类似设计提供参考。     

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.     

浅谈特大跨径桥梁工程专项质量检验评定标准编制中需要注意的几个问题

以《泰州长江公路大桥工程专项质量检验评定标准》编制为背景，介绍了特大跨径桥梁工程专项检验评定标准编制中需要注意的几个问题，提出针对这些问题的理解和体会，为今后特大跨径桥梁工程专项检验评定标准编制提供借鉴。     

大跨度悬索桥受力特性敏感参数分析

为了准确把握地锚式悬索桥在施工阶段和运营阶段结构线形的变化,以某大跨悬索桥为例,采用有限元方法建立全桥三维仿真计算模型,分析了结构自重、温度、刚度、边界条件对桥梁线形的影响及规律．结果表明,自重和温度对桥梁线形影响较大,桥塔刚度的改变对悬索桥线形影响较小,改变索鞍处边界条件对悬索桥线形影响较小．     

大跨径自锚式悬索桥气动参数的敏感性分析

基于桥梁多振型耦合的气弹性理论,建立了基于特征值问题的气动参数敏感性分析方法,并结合目前国内最大跨度的独塔和双塔自锚式悬索桥的风洞试验资料,分别探讨截面形状、气动阻尼、模态耦合、颤振导数、施工过程等对桥梁气动性能的影响.主要的分析结果表明:对于具有扁平流线型钢箱梁的自锚式悬索桥,其颤振临界风速的计算结果比较接近于薄平板,且绝大部分能量都集中到扭转振型上,表明对颤振发生时起主导作用的是扭转模态;结构阻尼的增加在一定范围内对抑制结构响应所起的作用明显;加劲梁的侧向摇摆运动对其竖向响应的影响非常显著.这些特点均表明此类自锚式悬索桥的空气动力性能与斜拉桥更为接近.图3,表4,参9.     

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.     

大跨自锚式悬索桥颤振稳定性的敏感性分析

基于桥梁多振型耦合的气弹性理论,建立了基于特征值问题的气动参数敏感性分析方法,并结合目前国内最大跨度的独塔和双塔自锚式悬索桥的风洞试验资料,分别探讨截面形状、气动阻尼、模态耦合、颤振导数等对桥梁气动性能的影响.分析结果表明:对于具有扁平流线型钢箱梁的自锚式悬索桥,其颤振临界风速的计算结果比较接近于薄平板,且绝大部分能量都集中到扭转振型上,表明对颤振发生起主导作用的是扭转模态;结构阻尼的增加在一定范围内对抑制结构响应所起的作用明显.以上特点表明自锚式悬索桥的空气动力性能与斜拉桥更为接近.     

铁路悬索桥自振特性及结构参数的研究

大跨度桥梁的自振特性分析是桥梁抗震、抗风设计以及进行车桥动力相互作用分析的基础,结构的自振频率是大跨度桥梁动力特性的关键参数.本文以武汉天兴洲长江大桥大跨度悬索桥方案为工程背景,对其进行自振特性的计算,并就几项结构参数对自振特性的影响进行了分析,得出了一些合理的、有意义的结果.     

大跨悬索桥地震响应控制的阻尼器最优布置方法

从地震位移控制的原理出发,根据大跨悬索桥结构地震响应的特点,建立了其地震位移控制效果的3种评估函数,提出了一种基于罚函数和一阶优化原理的阻尼器最优布置方法.以主跨1 490 m的润扬悬索桥为研究对象,基于ANSYS建立了该桥的空间有限元计算模型,采用Combin14单元对阻尼器进行模拟,用以研究大跨悬索桥地震位移控制的阻尼器空间最优布置,并给出了该桥在给定地震输入下阻尼器的最优布置.研究结果表明,对于大跨悬索桥而言,只要阻尼器数目及参数选取合理,按合理方式设置均能有效地控制结构的地震位移响应及减小大多数关键截面的地震力,但采用不同控制效果评估函数得到的阻尼器最优布置方案略有差别.