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.     

自锚式悬索桥加劲梁颤振特性的CFD研究

采用任意拉格朗日-欧拉描述法、二阶Projection格式和有限体积空间离散方法,求解运动刚性桥梁断面绕流场得到气动力,由CFD(Computational Fluid Dynamics)输入和输出通过系统识别得到颤振导数．应用该方法进行了长沙湘江三汊矶自锚式悬索桥加劲梁颤振导数的识别,得到的颤振导数与节段模型风洞试验结果的一致性,证明了本文方法的正确性．     

大跨度自锚式悬索桥稳定性研究

利用大跨度悬索桥的挠度理论,建立了自锚式悬索桥加劲梁在恒载、恒载与活载及活载下的变形与荷载的平衡方程.对所建立的方程进行分析后,得到了如下结论:自锚式悬索桥加劲梁在恒载状态设计时,应按受横向荷载作用的压弯梁验算面内稳定性,但是活载作用下不存在面内稳定问题.此外提出了自锚式悬索桥的静力特性可以比拟为变高度连续桁架梁的观点,用此观点解释了所得到的理论研究结论.通过一座实桥的极限承载力分析和在根据实桥按比例制作的全桥试验模型上进行超载试验,证明了本文理论分析的结论是正确的.     

混凝土自锚式悬索桥模型试验研究

抚顺市万新大桥全长476.15m,主桥为15m 70m 160m 70m 15m的双塔双索面混凝土自锚式悬索桥.模型试验对万新大桥主桥模型的静力性能和动力特性进行了详细研究,并与理论计算结果进行了比较,模型试验结果与理论分析相吻合.试验表明中小跨度混凝土自锚式悬索桥的受力基本符合线弹性,可以用线弹性理论进行分析;用现有的有限位移理论分析混凝土自锚式悬索桥的静力和动力特性,并进行抗风、抗震设计是可靠的.     

自锚式悬索桥粘滞阻尼器减震控制分析

文章以长沙三汊矶湘江大桥为工程背景,基于桥梁地震动方程,建立空间非线性有限元模型,研究粘滞阻尼器参数变化、安装位置对自锚式悬索桥减震效果的影响。计算结果表明：地震作用下主梁和塔顶纵向位移值以及塔底顺桥向弯矩量值均较大,对自锚式悬索桥的设计起控制作用,选择合理的阻尼器参数能够对结构的位移及内力进行有效控制。阻尼器的安装位置对减震效果影响很大,设计过程中应充分考虑不同控制截面内力及位移的变化情况,对阻尼器进行合理设置。     

自锚式悬索桥线形控制施工技术探索

自锚式悬索桥是一种内部高次超静定结构,理想的几何线形和内力状态不仅和设计有关,而且依赖于科学的施工方法,通过对施工过程的控制和结构内力状态的监测来指导、调整施工顺序和施工工艺以获得设计的应力状态和几何线形。     

刚性索自锚式悬索桥静力性能分析

以平顶山市自锚式悬索桥为对象,采用Midas/Civil有限元程序,建立了该刚性索自锚式悬索桥的整体有限元计算模型,主梁与主塔采用梁单元模拟,柔性悬索和吊杆采用桁架单元模拟,在柔性悬索和吊杆的结点间增加能表现其刚性特性的梁单元,以考虑刚性索的抗弯性能,并在此基础上进行了静力特性计算,计算结果表明:恒载加活载作用下,主梁最大变形约3.5cm,悬索和吊杆的拉力接近设计值,较恒载作用下增加不大,说明这种自锚式悬索桥承受的荷载主要来自结构的自重,车辆活载对其影响较小。     

佛山平胜大桥自锚式悬索桥体系转换施工简介

佛山市平胜大桥是主跨为350m独塔单跨四索面自锚式悬索桥,该桥在同类型桥梁中处于领先位置,结构形式新颖,技术难度大。本文主要介绍该桥体系转换的施工。     

自锚式悬索桥静力行为影响因素分析

分析了自锚式悬索桥等代梁的特点,对某座具体桥梁进行了有限元参数分析,并用等代梁解释分析结果,确定不同影响因素对于自锚式悬索桥静力行为的影响程度.研究结果表明,为了改善自锚式悬索桥的静力行为,可以增加主跨主缆垂跨比、主梁拱度、主缆材料的弹性模量、主梁材料的弹性模量、主梁截面惯性矩、吊索材料的弹性模量、吊索的截面面积,减小吊索的长度.     

一种新型自锚式悬索桥锚固构造设计与受力分析

抚顺市万新大桥是一座主跨160m的自锚式混凝土悬索桥,其主缆采用连续的镀锌钢丝绳绕过粱端,并使两股主缆连续为闭合环形,使得粱端受力复杂．应用ANSYS程序,采用空间三维实体单元对锚固跨在施工及成桥状态的2种不同工况进行了应力分析计算,获得了施工状态无顶板、无纵向预应力筋,无顶板、有纵向预应力筋和有顶板、有纵向预应力筋情况下锚固跨局部应力的大小和分布规律,并根据分析结果调整了锚固构造的预应力筋,使其受力满足设计要求,为该桥设计提供了有用的参考依据．计算结果也可为其他同类桥梁的锚固跨设计提供参考．     

大跨悬索桥施工过程颤振稳定分析

随着悬索桥跨径的不断增大，抗风稳定性成为控制桥梁设计与施工的最主要因素。尤其是在施工初期，结构的刚度比成桥要低得多，使得颤振临界风速最低，更容易发散。通过对主梁非对称拼装顺序以及采用临时的水平交叉加劲措施等方法的研究，讨论如何提高桥梁施工过程的颤振临界风速。分析结果表明，当主梁采用非对称施工时，会有效提高结构的等效质量，从而提高临界风速。当采用水平交叉索时，结构的抗扭刚度显著增加，同样增强了桥梁施工过程中的抗风稳定性。     

中央扣对大跨悬索桥颤振稳定性的影响

为研究中央扣对大跨度悬索桥颤振稳定性的影响,以矮寨大桥为工程背景,基于大桥精细化空间桁架梁有限元模型,根据主梁整体刚度等效原则,采用悬臂梁位移法建立了大桥等效单主梁有限元模型;考虑了跨中短吊杆(无中央扣)、一对柔性中央扣、三对柔性中央扣和刚性中央扣4种不同结构形式,计算分析了中央扣对大跨度悬索桥自振特性的影响;基于试验获得的颤振导数,采用脉冲响应函数结合Roger有理函数并利用非线性最小二乘拟合方法拟合其系数从而得到主梁断面自激力的时域表达式,随后利用ANSYS二次开发,实现了大桥颤振稳定性时域分析,研究了中央扣对颤振临界风速、颤振频率及全桥三维颤振姿态的影响规律.结果表明:不论柔性还是刚性中央扣都能够显著提高主梁纵飘振型的振动频率,其对反对称侧弯和反对称扭转频率的影响比正对称大;刚性中央扣能够大幅提高反对称扭转振型的频率.由于矮寨大桥是以一阶正对称竖弯、二阶正对称竖弯和一阶正对称扭转相互耦合的振型发生弯扭耦合颤振,因此,中央扣对颤振临界风速的影响极小,但对颤振频率与主梁三维颤振姿态有一定影响,并一定程度上有利于颤振稳定性.此外还发现当结构阻尼很低时,由于颤振频率落于固有频率分布十分密集的区域,主梁颤振状态有复杂拍振现象(间歇性颤振现象)的出现.     

大跨度流线型箱梁悬索桥颤振稳定性气动优化

以主跨为1 660 m流线型箱梁悬索桥为工程依托,采用风洞试验和CFD数值模拟相结合的方法对影响大跨度悬索桥颤振稳定性的主要因素(主缆空间形式、主梁气动外形和中央稳定板高度)进行了研究,并对气动控制措施机理进行了探讨.结果表明:主缆布置形式对桥梁结构颤振临界风速的影响主要表现为主缆布置形式导致桥梁结构扭转频率的改变,从而影响桥梁结构颤振临界风速;适当增加主梁断面宽高比可有效提高桥梁结构颤振临界风速;设置合适高度的中央稳定板可有效提高带水平分离板的流线型箱梁断面颤振临界风速.中央稳定板附近产生的涡会引起主梁断面竖向气动力增加,导致主梁断面竖向运动参与程度提高,抑制了主梁断面扭转运动,从而提高了流线型箱梁断面颤振稳定性.     

大跨度桥梁的三维非线性颤振领域分析

在PK－F法的基础上,考虑结构以及动力随风速的非线性变换因素,提出了大跨度桥梁的三维非线性颤振频域分析方法,该方法能预测出结构在颤振前后整个过程的振动特性以及颤振监界状态,并且可以对结构变截面、复杂结构等情况进行分析,最后,对江阴长江大桥和荆沙长江大桥进行了颤振分析,揭示了非线性因素对桥梁结构颤振特性的影响以及不同断面桥梁结构颤振形态的内在本质和统一性。     

吊桥颤振分析的样条模型

本文建立了与气动实验相应的全桥样条模型，以分析吊桥颤振。根据片条假定以及所取用的力学模型，导出颤振微分方程和关于颤振导数的空气动力矩阵（气动阻尼阵和气动弹性阵）。在样条有限元条法分析吊桥固有振动的基础上，进一步计算吊桥的颤振频率和临界风速。以旧Ｔａｃｏｍａ桥为例，计算结果与现场实测值相一致。     

大跨度悬索桥加劲梁架设过程的倒拆分析方法

悬索桥施工前,需要计算出各施工阶段的结构几何形状及内力,以此检查施工方案的合理性及安全性,从理想成桥状态开始,用几何非线性有限元方法一步一步模拟倒拆过程,从而得到各施工阶段结构的几何形状及内力,计算模型中,用悬链单元模拟主缆,CR（随转坐标系）列式梁单元模拟塔和加颈梁,考察了鞍座与塔顶相对位置的调整过程,用编制的程序对虎门大桥进行计算,表明该倒拆分析方法概念明确,计算模型更加接近实际,具有可操作性,可代贪设计和施工部门参考、使用。     

关于小型自锚式悬索桥的施工质量控制

介绍了小型自锚式悬索桥的力学模型,阐述了其施工工艺及技术关键环节,指出必须按照质量标准的要求,加强各施工环节的质量控制。     

大跨度桥梁颤振稳定性的简化判别

讨论了大跨桥梁两种颤振理论的临床界风速实用计算公式，并给出了一个统一表达形式的临界风速近似估算公式，讨论了攻角对颤振形态和Ｔｈｅｏｄｏｒｓｏｎ数的影响，最后提出一个大跨桥梁颤振稳定性的简化判据，供桥梁初步设计阶段进行抗风设计使用。     

静风荷载下大跨度钢拱桥施工稳定性分析

随着钢拱桥跨径的不断增大,钢拱桥在静风荷载作用下的施工稳定性问题已引起了人们的广泛重视.以上海在建的主跨550 m的中承式钢拱桥为例,采用几何和材料非线性分析法详细分析了大跨度钢拱桥在2个不同施工阶段下的静风稳定性.结果表明,拱肋最初合龙状态是施工过程中最不利的状态.最后,详细探讨了施工过程中拱桥结构静风失稳机理.