大跨度叠合梁斜拉桥施工阶段极限承载力研究

为研究大跨度叠合梁斜拉桥施工阶段极限状态下的受力性能和破坏机理,以西固黄河大桥主桥为背景,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型,计算该桥在最大双悬臂、最大单悬臂和二期恒载等典型施工阶段的非线性稳定安全系数,分析结构在各施工阶段的斜拉索应力、塔梁连接处Mises应力和塔顶、主梁跨中的荷载~位移曲线。结果表明:该桥各典型施工阶段的非线性稳定安全系数均满足不小于2的设计要求;当主桥达到极限承载力时,部分斜拉索先破断,破坏过程合理;最大双悬臂施工阶段桥塔整体未达到屈服状态,最大单悬臂施工阶段和二期恒载施工阶段塔梁连接处出现塑性区;塔顶和主梁跨中的荷载~位移曲线具有显著的非线性效应。     

大跨径斜拉桥非线性静力稳定分析

采用有限元方法对梅溪河大桥(大跨径斜拉桥)进行了考虑材料与几何双重非线性因素静力稳定分析,并采用多段索单元考虑斜拉索的垂度及几何非线性效应。分析结果表明:该桥稳定性满足规范要求,该桥稳定性主要取决于混凝土材料非线性,几何非线性因素对结构稳定性系数影响较小,但采用多段索单元模拟斜拉索后,几何非线性影响增大,结构的稳定性系数降低。     

钢桁梁斜拉桥主梁施工期结构稳定性分析

以某钢桁梁斜拉桥(46+134+400+134+46) m主桥为工程背景,采用数值模拟与理论分析相结合的研究手段,对施工最大单悬臂、双悬臂及成桥等关键阶段的第一类稳定性和第二类稳定性展开研究。研究结果表明:①该桥施工期第一类和第二类稳定性安全系数均满足规范要求,且运营阶段结构稳定性也是安全的。②结构非线性稳定性安全系数比弹性稳定性安全系数要小得多,确定结构极限承载力时,应考虑非线性因素对结构稳定性的影响。③钢桁梁斜拉桥承载力丧失的直接原因是部分斜拉索应力先达到其破断强度并退出工作,随后更多斜拉索应力达到破断强度,主桁受力突然增大,塑性变形快速增长,塑性区范围扩大,在杆件上形成塑性铰,从而结构达到其极限承载力。研究成果可为大桥建设提供有力的技术支撑,同时为同类桥梁设计、施工提供有价值的参考。     

双碑嘉陵江大桥非线性稳定分析

为保证双碑嘉陵江大桥结构的安全,对该桥进行非线性稳定分析。采用ANSYS建立全桥有限元模型,考虑梁柱、大位移、斜拉索垂度等几何非线性因素,采用弹塑性分析中的各向同性强化模型考虑材料非线性,材料本构关系选用双折线模型。分析结果表明:该桥的稳定性满足规范要求,考虑几何非线性的结构稳定安全系数和仅考虑线弹性的结构稳定安全系数差别不大;考虑材料非线性的结构稳定安全系数大概是仅考虑线弹性的结构稳定安全系数的0.4倍左右;考虑几何与材料双重非线性的结构稳定安全系数是仅考虑线弹性的结构稳定安全系数的0.3倍左右。建议非线性稳定的安全系数参考结构丧失承载能力的安全系数的计算方法。     

铁路斜拉桥静力稳定性有限元分析

以某在建双塔五跨部分预应力混凝土斜拉桥为工程背景,在理论分析有限元法计算稳定系数的基础上,用软件Midas/Civil对该桥进行有限元建模,从施工阶段和运营阶段两个方面分析各工况下的安全稳定系数及相应的失稳模态,得出该桥在各典型悬臂法施工阶段和成桥运营阶段的整体稳定性均良好,且各典型施工阶段的稳定性要大于成桥运营阶段的稳定性。     

重庆马桑溪大桥施工过程稳定性分析

主要研究重庆马桑溪大桥在施工过程中的稳定性。考虑混凝土斜拉桥结构的非线性和构件的极限承载能力,计入施工过程的变形和应力的叠加效应,完成该桥线弹性稳定性和非线性稳定性分析,并对桥梁的非线性稳定性的评判进行了讨论。     

钢管混凝土系杆拱桥空间稳定性分析

为真实反映大跨度钢管混凝土系杆拱桥的稳定安全储备,以一座跨径为254m的下承式钢管混凝土系杆拱桥为例进行研究。采用ANSYS建立该桥施工和运营阶段的三维非线性仿真分析模型,采用基于纤维单元模型的核心混凝土本构关系考虑钢管径向应力梯度影响的套箍效应,对灌注拱肋弦管混凝土工况和成桥运营阶段的结构稳定性进行分析。分析结果表明:该系杆拱桥施工和运营阶段具有较高的稳定性安全储备;拱肋弦管混凝土灌注不同步以及初始几何缺陷和活载对稳定性的影响相对较小;材料非线性对结构稳定性的影响较为显著。     

超大跨度混合梁斜拉桥非线性受力分析研究

为研究非线性因素对超大跨度混合梁斜拉桥的影响,结合鄂东长江公路大桥,对该类桥梁在多阶段、多效应耦合影响下的非线性受力特性进行系统、定量的分析。采用RM2006建立鄂东长江公路大桥主桥模型,分析该桥在施工、成桥、运营阶段中不同非线性因素及不同荷载作用下的非线性影响。分析结果表明:超大跨度混合梁斜拉桥在施工和成桥阶段均存在非线性影响;施工阶段结构在风荷载、温度荷载作用下的非线性影响较明显;成桥状态下钢箱梁、桥塔及斜拉索受几何非线性因素影响较明显,边跨混凝土箱梁受非线性效应与温度荷载效应耦合作用的影响较大。     

黄冈公铁两用长江大桥施工关键技术

黄冈公铁两用长江大桥主桥采用双塔双索面斜主桁双层桥面钢桁梁斜拉桥,具有世界同类型桥梁主跨、斜主桁倾斜角度、斜拉索破断力和拉压支座抗拉吨位四项之最。该桥采用临时栽桩法确保主墩基础施工时围堰安全渡洪;将重型冲击钻开孔和大扭矩旋转钻机清水钻孔相结合实现快速成桩;6m节段液压爬模和上横梁与上塔柱异步施工方法实现桥塔快速化施工;研制专用组装胎架和钻孔胎模等工装确保平行四边形杆件制造精度;架梁吊机直接架设桥塔区钢桁梁,采用多角度空间斜腹杆吊具、整体可移动施工脚手及横向抗风牛腿装置确保钢桁梁架设的安全及成桥线形流畅;采用新型冷铸填料配方研制出PESC7-475斜拉索;通过21m长的软牵引实现斜拉索塔端挂设张拉;引桥双层混凝土连续箱梁采用逆作法施工;无中间支墩的整孔双层贝雷梁支架法施工32m跨公路连续梁。实践表明,该桥施工形成的一系列新技术成果,能有效解决施工难题、降低安全质量风险、缩短工期和节约成本。     

混合钢桁梁斜拉桥施工过程静力稳定影响因素分析

文中采用有限元数值计算方法,计算在横向静风荷载、整体温度效应或施工线形误差的影响下,某混合钢桁梁斜拉桥施工过程中线弹性稳定、几何非线性极值点稳定和双重非线性极值点稳定3种情况下的稳定安全系数和失稳模态。结果表明,横向静风荷载对后期施工阶段双重非线性稳定影响较大,随着主梁悬臂长度的增加,横向静风荷载引起的横桥向位移应引起重视;整体温度效应对施工过程稳定性影响很小;桥塔顺桥向倾斜施工线形误差对双重非线性稳定中以桥塔失稳为主的施工阶段影响很大,主梁竖平面内施工线形误差对施工过程稳定性基本无影响,主梁横桥向平面内施工线形误差对几何非线性极值点稳定中以主梁失稳为主的施工阶段影响较大。     

斜拉拱式协作体系桥梁地震响应分析

为了解斜拉拱式协作体系桥梁地震响应规律和特点,指导该类桥型抗震设计与研究,以大连市翔凤河桥——(40+90.5)m斜拉拱式协作体系桥为研究对象,采用有限元软件建立该桥三维有限元模型进行动力性能分析,利用地震反应谱和时程分析方法分析三向地震作用下结构的位移和内力,以及结构非线性对地震响应的影响。结果表明:斜拉拱式协作体系桥梁的动力性能主要振型符合无背索斜拉桥的特点;结构在纵向和横向地震作用下的位移和内力均比竖向地震作用大;在纵、横向地震作用下桥塔于塔梁拱交接位置产生最大内力,拱肋于1号墩处拱脚位置产生最大内力,应特别重视该桥塔梁拱结合处的桥塔和拱肋截面的抗震设计;结构非线性对该桥地震响应的影响比较明显,地震分析计算时应考虑结构非线性。     

基于频率法的斜拉索索力测试影响因素分析

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件之一,其索力的大小直接影响桥梁结构的内力和变形状态。频率法是运营期间的桥梁索力测试的常用方法。本文以某斜拉桥为例,通过MIDAS CIVIL建立全桥有限元模型,确定合理成桥状态,结合ANSYS斜拉索减震装置仿真分析,采用频率法对其斜拉索索力进行测试,综合考虑频率法精度的各影响因素,对索力进行安全判定。结果表明:利用未知荷载系数功能优化后的索力可靠性较高;随着减震器等效刚度的不断增大,计算索长选取方式对索力误差存在影响;考虑减震器为刚性支撑,其计算的索力更能接近真实索力;该桥实测索力整体与原成桥索力差别不大,斜拉索索力整体处于安全可控的范围内。     

鄂东长江公路大桥主桥静动载试验

鄂东长江公路大桥为半飘浮体系双塔混合梁斜拉桥,为评定该桥的性能及承载力,结合有限元法理论计算分析,对其主桥进行实桥静、动载试验。由静载试验测得主梁和桥塔的位移、应力及斜拉索的索力,通过实测值与计算值的比较,得出该桥主桥结构竖向整体刚度、承载力、桥塔结构整体纵向抗弯刚度、斜拉索索力均满足设计要求。通过由动载试验测得的桥梁结构自振特性、冲击系数与计算值的比较,可知该桥的颤振稳定性、振幅、冲击系数均满足规范要求,结构动力性能良好。     

330m上承式钢管混凝土拱桥几何非线性与稳定性分析

该文结合工程实例,对上承式钢管混凝土拱桥施工和运营阶段的几何非线性与稳定性作了分析,比较了线性与非线性计算结果,探讨了影响该桥整体稳定安全系数的因素。     

协作桥合理成桥状态确定方法研究

对于大跨径斜拉-悬索协作桥,如将斜拉段和悬索段作为独立的体系分别计算其成桥状态,再直接组合,将由于两大体系的相互影响而无法得到理想的成桥状态。以成桥时桥塔和主梁的位移最小为优化目标,以斜拉索初始索力、主梁压重为主要施调变量,提出了一种考虑主要几何非线性效应的协作桥合理成桥状态迭代方法,并以琼州海峡的主跨3 000 m协作桥方案为例进行了验证。结果表明,该方法计算得到的成桥状态中,桥塔竖直、基本处于纯轴压状态,主梁处于刚性支承连续梁状态、弯矩较小且均匀,整体优于直接组合法计算结果,有利于斜拉体系和悬索体系协同受力。     

跨汉江330m钢管混凝土劲性骨架箱形拱桥非线性分析

该文结合工程实例,对上承式钢管混凝土劲性骨架箱形拱桥施工和运营阶段的几何非线性与稳定性作了分析,比较了线性与非线性计算结果,探讨了影响该桥整体稳定安全系数的因素。     

钢管混凝土拱桥空间稳定分析

介绍了大跨度钢管混凝土拱桥空间稳定分析方法。基于有限元理论,考虑结构的几何非线性和材料非线性,建立了某中承式钢管混凝土拱桥的计算模型,运用ANSYS软件对该桥施工过程和运营阶段的稳定性进行了模拟计算,其结果为大桥的设计和施工提供了理论依据。     

钢管混凝土拱桥空间稳定分析

介绍了大跨度钢管混凝土拱桥空间稳定分析方法.基于有限元理论,考虑结构的几何非线性和材料非线性,建立了某中承式钢管混凝土拱桥的计算模型,运用ANSYS软件对该桥施工过程和运营阶段的稳定性进行了模拟计算,其结果为大桥的设计和施工提供了理论依据.     

天津团泊新桥施工控制

为了使团泊新桥(独柱斜塔空间扭面背索混合梁斜拉桥)的成桥线形和索力、应力均达到设计及规范要求,根据该桥结构特点及主要施工过程,确定该桥施工控制以桥塔线形控制为主,索力的确定采用基于正装法及最小二乘法原理的优化方法,该桥斜拉索控制张拉索力的确定分桥塔悬臂施工和体系转换施工2个阶段进行.通过参数识别确定将背索和前索索力作为重点识别的结构参数.桥塔目标线形控制主要通过对塔柱拼装线形控制与索力调整控制来实现.塔柱施工过程中需采用合理的索力张拉顺序保证桥塔施工中及成桥状态的内力安全,桥塔线形控制包括塔柱拼装线形与塔柱整体姿态2部分.团泊新桥成桥后各控制参数满足设计要求.     

单索面大挑臂钢箱梁斜拉桥整体稳定性能分析

文章以黑瞎子岛乌苏斜拉桥为工程背景,基于非线性理论和稳定分析理论,通过建立有限元模型,研究了在结构自重、二期恒载(桥铺、防撞护栏等)、斜拉索张拉力以及汽车荷载作用下桥梁的稳定性。结果表明:乌苏斜拉桥发生屈曲失稳破坏是以主塔横桥向失稳为最早发生的;第一类稳定分析的安全系数均大于按照第二类稳定分析结果,偏于保守和安全考虑前提下,实际应用中可将按照第一类稳定分析的安全系数作为上限值;该桥成桥运营阶段的稳定性良好,安全储备较大。