竖向荷载作用下悬索桥纵向变位特征与机理

为揭示竖向荷载作用下悬索桥纵向变位特征与机理,以主缆变形理论为基础研究了其竖向荷载下的变位特征,并得出了其竖向及纵向位移解析解;在此基础上,分析了竖向荷载作用下传统悬索桥和设有中央扣悬索桥的纵向变位特征及加劲梁纵向位移,揭示了中央扣纵向约束机制,并分别推导了加劲梁在竖向荷载下的纵向位移计算公式;最后,通过算例分析验证所提位移计算公式计算精度. 结果表明：由于主缆的几何非线性特征,竖向位移与纵向位移相互耦合,在非对称竖向荷载作用下,主缆发生非同步纵向位移,而加劲梁主要以类似“摆锤体”发生刚体的纵向位移;跨中处主缆、加劲梁及中央扣因中央扣的存在形成一个“刚域”区,从而导致加劲梁纵向位移减小;所提计算方法与有限元数值解法在不同竖向荷载工况下吻合良好.     

悬索桥空间非线性分析

应用精确的空间杆单元，索单元和梁单元切线刚度矩阵，编制了悬索桥空间非线性分析程序。并通过与算例与江阴长江大桥模型试验结果的比较，验证了程序的正确性。     

悬索桥施工猫道的振动控制

基于万州长江二桥的施工猫道，介绍悬索桥施工猫道的振动方法和机理，建立猫道动力特性分析有限元模型，计算分析制振构造的设计参数对减振效果的影响。结果表明：对于超大跨度悬索桥，抗风缆系统控制猫道振动不够经济；水平制振索控制猫道的侧向振动和扭转振动，提高张力不能增大其减振效果；抗风门架和斜索控制猫道的竖向振动和扭转振动，增大斜索长度，减振效果愈加明显；联结绳可以有效地控制施工人员行走激发的猫道侧向振动。     

自锚式悬索桥施工过程模拟分析

基于UL列式的虚功增量方程,推导出了适用于悬索桥缆索几何非线性分析的两节点悬链线索单元,并在此基础上,提出了一套模拟自锚式悬索桥施工全过程的精细迭代算法.以佛山市平胜大桥独塔自锚式悬索桥(主跨350 m)为例,对加劲梁的施工拟采用2种模拟方法,方法1为“等效集中力法”,即把加劲梁的重量等化为集中力作用在主缆上,而方法2则是考虑加劲梁的重量由主缆和加劲梁共同承担.应用自编程序,分别对其进行了施工过程的模拟计算,得到了各自的鞍座及索夹偏位、主缆初始线形等架设参数以及一期恒载、二期恒载状态下的结构几何形状及内力.通过对2种施工模拟方法的比较分析得出,方法1具有较好的可行性.     

不同单元形式对悬索桥受力分析的影响

应用有限元方法对悬索桥进行受力分析时，可采用轴向拉力对刚度贡献的桁架单元或索单元来模拟主缆和吊杆，分别在ANSYS程序中用桁架单元和Midas／Civil结构分析程序中用受拉索单元来模拟主缆和吊杆对算例悬索桥进行静力分析，给出应用这两种单元模式进行悬索桥结构分析的差异，得出用桁架单元代替索单元并用Ernest公式修正弹性模量以考虑索的垂度效应的近似方法精度和适用条件，进而给出用非线性杆系有限元法进行悬索桥受力分析的结论性建议。     

基于群组AHP的悬索桥状态评估指标权重确定

为确定悬索桥综合技术状况评估模型中指标的权重,应用群组AHP方法确定相应的评估指标权重.首先,根据韦伯-费希纳定律确定了100/8.384~108/8.384形式的五级指数标度方法,对其合理性进行论述;其次,采用遗传算法对专家的判断矩阵一致性进行优化,优化后的判断矩阵一致性明显提高;随后采用粒子优化K均值聚类算法对专家意见进行聚类分析,并以主流专家意见为基础,采用对等共识模型计算专家权重,得到各评估指标最终的权重值;最后,以悬索桥评估模型为例,通过上述方法确定悬索桥模型中各指标的权重值,论证了方法的可行性和实用性.将本文的权重计算结果与规范权重进行对比,发现计算得到的大跨径悬索桥评估指标权重较规范权重更趋合理,尤其是索塔和附属设施的权重值.悬索桥评估指标权重的研究结论是对现行规范权重的补充,可以为规范的进一步修编提供参考.     

大跨径悬索桥反应谱分析时应考虑振型数量研究

在使用多振型反应谱法进行抗震分析时,应先确定应该考虑的振型数,以减小计算工作量。通过某大跨径悬索桥算例,分析了不同振型参与质量系数下的反应谱计算结果。计算结果表明:对于大跨径悬索桥,规范给出的90%法则对于水平向的地震动能满足要求,且具有较高的精度;对于竖向地震的反应结果,尤其是轴力响应结果波动大,应该考虑更多的振型数计算。     

殴江北汊悬索桥混凝土中塔结构形式与基础选形研究

以殴江北汊三塔两跨悬索桥为工程背景,对中塔采用全混凝土方案的可行性进行了研究.对人字形、Ⅰ字形以及增加斜拉索的3种中塔方案进行了计算比较,从主缆抗滑移安全系数和塔底应力出发,总结出3种形式混凝土中塔的优缺点,否决了混凝土方案的可行性.对中塔的基础形式,研究比较了沉井基础与钻孔桩基础方案,对防撞设计作了分析研究.     

空间双索面自锚式悬索桥体系转换技术研究

以双塔三跨空间双索面自锚式悬索桥——联盟路渭河大桥为背景,采用有限元模拟、吊索循环张拉、主索鞍“小步快跑”顶推等方法,研究大桥吊索索力、主梁挠度及桥塔偏位等误差,使其控制在施工要求范围内。通过有限元模拟法,制定了吊索张拉初步施工方案;采用循环张拉法,解决了吊索M9因接长杆长度受限而无法安装的问题,与此同时结合“小步快跑”法进行主索鞍顶推,优化了吊索张拉方案。在体系转换过程中,通过对主梁挠度和桥塔偏位进行实测,发现施工控制与有限元仿真模拟结果基本吻合,精度满足施工要求。研究结果可为同类型桥梁施工提供借鉴。     

润扬大桥悬索桥小波包能量谱与温度的季节相关性研究

对润扬大桥悬索桥236天的小波包能量谱与温度实测数据进行了季节相关性研究．分析结果表明,润扬大桥悬索桥的小波包能量谱与温度具有明显的季节相关性,其特征频带能量比的日平均值随着温度的季节变化在一年中可以发生平均约200％的变化．在此基础上采用6次多项式模型对小波包能量谱与温度进行了统计建模,并采用均值控制图法对特征频带能量比的异常变化进行了统计模式识别．分析结果表明,运用本文方法可以有效地消除温度的季节变化对悬索桥实测小波包能量谱的影响,较好地识别出结构损伤引起的特征频带能量比10％的异常变化,并且与实测模态频率相比,小波包能量谱更适合于大跨桥梁结构的在线实时损伤预警．