双缆多塔悬索桥主缆垂跨比的合理取值

为了明确双缆多塔悬索桥主缆垂跨比的合理取值,为结构设计提供依据,以主缆与中塔鞍座的抗滑安全系数和加劲梁挠度为控制指标,拟定满足主缆抗滑及结构变形要求的三塔两跨悬索桥设计参数,建立双缆及传统多塔悬索桥有限元模型,分析双缆体系主缆垂跨比对结构变形、主缆抗滑稳定性及主缆用钢量的影响。结果表明:双缆体系的结构刚度主要取决于主缆垂跨比而非中塔刚度,结构变形随着上缆垂度的减小和下缆垂度的增大而减小;主缆抗滑安全系数随着桥塔刚度的增大而减小,随着下缆垂度的增大而减小;上缆垂度对抗滑安全系数的影响与桥塔刚度有关,桥塔刚度较小时,主缆抗滑安全系数随着上缆垂跨比的增大而增大,桥塔刚度较大并且下缆垂跨比较小时,随着上缆垂跨比的增大,主缆抗滑安全系数先增大后减小;与传统悬索桥体系相比,双缆多塔悬索桥加劲梁变形和主缆抗滑稳定性受桥塔刚度的影响较小,桥塔刚度的可行性范围远大于传统多跨悬索桥。双缆体系悬索桥主缆用钢量与传统体系用钢量基本一致,主缆用钢量随着上、下缆垂度的增大而减小;下缆垂跨比适宜取值为1/8～1/6,上缆垂跨比适宜取值为1/14～1/11,当桥塔刚度较小时,应增大上下缆垂度差值。     

考虑主缆抗弯刚度的自锚式悬索桥成桥状态力学性能分析

针对目前进行悬索桥分析时不考虑主缆抗弯刚度的现状,以某特大跨自锚式悬索桥为工程背景,在定性分析考虑主缆抗弯刚度后主缆、吊索、加劲梁、主塔等关键构件受力与线形特点的基础上,探讨不同简化假定条件下主缆受力与线形计算公式;运用有限元软件MIDAS/Civil,通过选取适当的单元类型及合理的结构参数建立有限元模型,分析比较考虑和不考虑主缆抗弯刚度时自锚式悬索桥成桥状态下的力学特性,探讨考虑和不考虑主缆抗弯刚度时自锚式悬索桥的力学行为,得到考虑主缆抗弯刚度后结构整体刚度有所加强的结论。     

悬索桥结构分析中鞍座单元的研究及应用

在悬索桥的有限元计算中往往忽略鞍座对主缆的影响而直接采用成桥理论IP点建模,这种简化会对主缆线形计算带来误差。为提高有限元计算悬索桥主缆线形的精度,提出一种能精确模拟主缆和鞍座约束关系的3节点单元——鞍座单元。采用该单元可基于弹性悬链线的解析解迭代出主缆与鞍座的切点坐标,再根据该单元刚度矩阵元素的含义并利用静力平衡条件直接推导出其切线刚度矩阵。以国内某主跨1 650 m的悬索桥为例,将鞍座单元的切线刚度矩阵引入到该桥有限元整体计算中,计算结果表明,鞍座单元能精确模拟主缆与鞍座的实际情况,将其引入悬索桥的结构计算中能大幅度提高计算精度。     

独柱塔空间缆索自锚式悬索桥缆索线形计算方法

以南京江心洲大桥为工程背景,基于Ohtsuki博士提出的空间缆索线形计算方法,对空间缆索自锚式悬索桥的主缆线形计算方法进行研究,推导空间主缆线形的迭代算法;针对自锚式悬索桥的受力特点,在缆索初始、精细平衡状态分析的基础上,增加修正平衡状态分析来考虑由于主梁和主塔压缩引起的主缆线形及内力变化;根据几何相容及力的平衡条件,确定索夹的安装位置,并给出空缆状态下主鞍座、吊索横梁的预偏量以及主鞍座的预抬量等控制参数.计算结果表明:自锚式悬索桥体系转换过程中缆索的几何非线性效应显著,体现在空缆到成桥状态主缆有较大位移,主缆与主鞍座空间切点位置也会有较大的变化.     

超大跨径悬索桥主缆刚度对成桥线形的影响

以主跨3300 m的超大跨径公铁两用悬索桥的设计方案为研究对象,根据已有文献的研究成果得出了超大跨径悬索桥主缆截面实际抗弯刚度的取值区间,分别做了考虑主缆抗弯刚度的几何非线性有限元法和完全忽略抗弯刚度的悬链线解析法的找形计算.对比分析表明:完全忽略主缆抗弯刚度对其线形和轴力的计算结果影响甚微;主缆抗弯刚度对施工控制参数...     

悬索桥主缆线形的鞍座影响

提出了一个基于数值解析法的悬索桥主缆线形计算方法,能全面考虑各种鞍座影响,可用于成桥状态、空缆状态和施工阶段等各阶段的主缆线形分析。通过算例分析了鞍座对主缆线形的影响,计算表明,由于直接约束着主缆的变形,鞍座对主缆线形,特别是施工阶段的主缆线形有较大的影响。计算还表明,本文方法具有考虑因素全面、计算精度高、速度快、使用方便等优点。     

悬索桥鞍座处CFRP主缆抗弯性能研究

首先通过对鞍座处CFRP丝的力学性能分析,建立了CFRP丝弯曲强度计算理论,利用理论公式分析了CFRP丝直径和弯曲半径对弯曲强度的影响,并对CFRP丝临界弯曲半径作出推算;接着对CFRP丝在鞍座处的抗弯性能进行了模型试验研究,实测了3种弯曲半径对应的弯曲极限拉力;最后对理论分析结果和试验实测结果作了对比。研究结果表明:CFRP丝在大跨悬索桥鞍座处的弯曲张拉效率超过90%;CFRP主缆弯曲强度计算值与实测值吻合较好;当弯曲半径一定时,弯曲强度随着CFRP丝直径的增大而线性减少,当CFRP丝直径一定时,弯曲强度随着弯曲半径的增大而非线性增加,CFRP丝临界弯曲半径随着CFRP丝直径的增大而线性增加;CFRP丝在鞍槽上的包角对弯曲极限拉力没有影响。     

空间缆索悬索桥主鞍座结构设计与分析

以南京江心洲大桥为工程背景,对空间缆索自锚式悬索桥主鞍座的相关问题进行研究.以大型通用有限元程序为平台,采用二次开发技术,建立精细化有限元模型,在此基础上采用合理的加载模式对其进行空间受力分析,并阐述与空间主鞍座相匹配的主缆切点简化修正方法.结果表明:空间主缆在成桥状态对主鞍座横向力的作用会造成鞍槽外侧壁应力大于内侧壁的应力;主缆横向体积力会对主鞍座压紧装置和鞍体产生梯度分布的竖向挤压力;自锚式悬索桥体系转换过程中缆索的几何非线性效应显著,体现在空缆到成桥状态主缆与主鞍座空间切点位置会有较大的变化.     

基于初弯曲梁单元的大跨度悬索桥主缆弯曲刚度分析

针对大跨度悬索桥主缆的精细化分析中不能同时考虑主缆弯曲刚度、主缆初始弯曲、索鞍及缠丝等因素的影响,提出了一种新型的初弯曲梁单元来模拟主缆的弯曲刚度和初始弯曲,通过虚功增量方程推导其切线刚度矩阵,并编制了主缆非线性有限元程序,建立大跨度悬索桥主缆施工过程的有限元模型,计算中考虑了索鞍处主缆线形的修正及由缠丝引起的主缆弯曲刚度的变化.结果表明:弯曲刚度使主缆在恒载作用下的竖向变形减小,成桥状态时由此引起的主缆线形计算偏差没有超过工程精度的要求;成桥状态时靠近桥塔的吊索吊点处主缆的弯矩及弯曲应力显著,需要在大跨度悬索桥主缆设计和施工中加以考虑.     

钢管拱桥缆索吊装施工中主索结构状态高精度计算

为分析缆索吊装系统的主索结构状态在吊装过程中的变化规律,该文以马滩红水河特大桥为工程背景,通过理论推导得到缆索吊装过程中主索垂度、索力的高精度计算方法,并运用数值仿真方法分析出跑车移动对主索索力的影响。研究结果表明:该文提出的主索垂度计算方法精度较高,可运用于实际工程;主索索力随着跑车向跨中移动而逐渐增大,跑车位于跨中时塔架端主索索力最大。     

基于悬索桥修正成桥线形的索夹弯曲应力分析

为较精确地分析悬索桥成桥线形下索夹对主缆弯曲次内力的影响,基于成桥状态下的分段悬链线理论,考虑索夹的套箍作用修正成桥线形,使其更接近于实际线形.修正后的成桥线形近似为各段悬链线与短直线段交替连续的混合线形.以三汉矶大桥为例,利用有限元法计算出索夹端面处主缆的主拉应力及索夹相对转角,代入WYATT公式,计算出主缆在各个索...     

葑溪大桥施工控制

为了保证葑溪大桥的施工安全和质量,根据预应力混凝土斜拉桥悬臂浇筑和支架现浇非对称施工特点,建立施工控制计算模型,探讨影响主梁线形及斜拉索索力的因素,并制定相应控制措施,对主梁线形、内力、索力、牵索挂篮应力和变形进行有效监控.施工控制结果表明:成桥状态下,主桥轴线实测标高、桥梁应力状态、成桥索力均满足设计要求,挂篮在施工过程中的应力状态及变形情况与试验变化趋势基本一致.     

受拉构件的索、梁特性变化参数研究

为研究受拉构件的索、梁特性变化关系,推导了具有抗弯刚度的受拉杆件在不同边界条件(两端铰接、两端固结及一端固结另一端铰接)下的线形计算公式,并利用张力刚度的概念,分析了索特性参数对受拉杆件线形的影响。分析结果表明:随着索特性参数数值的增加,构件的索特性增强;即使构件具有较大的弯曲刚度,当其承受巨大张力作用时,也可作为悬索来计算;在对结构进行有限元计算分析时,将构件简化为索单元将比梁单元节省存储空间和计算时间,索特性参数可作为简化依据。通过某空心梁算例验证了当张力增加时,杆件逐渐由梁特性表现为索特性,并最终与索结构理论计算结果趋于一致。     

悬索桥主缆成桥线形确定的有限元新算法

为提高悬索桥主缆线形确定的有限元算法的执行效率,对单悬索结构ANSYS程序找形原有算法的不足进行分析,提出模型更新位移预测和残差补偿算法。该算法通过主动预测的变步长来更新模型,并采用有效方法来处理大步长更新所带来的不利后果。采用该新算法对2座桥进行计算,结果表明该新算法找形分析的计算结果可靠,计算精度及效率高。     

用弯曲能量法确定斜拉桥成桥状态的参数研究

通过对最小弯曲能量法中的参数进行研究,并结合工程实例对不同的参数进行分析、比较,得知采用缩小弯曲刚度的方法比增大抗压刚度的方法更容易得到合理的初定成桥索力,为斜拉桥成桥状态的研究提供参考。     

单塔空间索面自锚式悬索桥缆索系统安装的测量控制

天津富民桥主桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,主缆架设、吊索第1轮张拉采取线形控制为主的措施,空间缆索施工测量控制环节非常重要.从测量仪器的配置、三维坐标测量系统的建立、误差分析以及成功解决空间体系施工线形测量问题等方面,介绍了该桥缆索系统安装的测量控制技术.     

天津富民桥主缆初张力的探讨

天津富民桥主桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,主缆在主跨采用三维曲线线形,吊索在横桥方向为倾斜布置.主缆初张力对该桥空间缆索体系施工方案有根本影响.重点探讨主缆初张力对该桥主索鞍与散索套安装、主缆架设、调索与体系转换等施工环节的影响问题.     

下承式钢坦拱桥索力测试与分析

天津市友谊路立交主桥是一座下承式无风撑坦拱钢拱桥,该文采用频率测定法对该桥成桥恒载下的吊杆索力进行测定,并运用索力分析理论和有限元法计算吊杆索力,通过比较分析,结果表明该桥的吊杆索力满足设计要求。在建模分析及吊杆索力计算时就如何考虑锚固形式、计算长度和刚度的影响进行了介绍,具有一定的借鉴意义。     

天津富民桥空间缆索系统关键技术

天津富民桥主桥为主跨157.081 m、边跨86.4 m的单塔空间索面自锚式悬索桥.主跨主缆为三维空间线形,在立面及平面的投影均为抛物线.空间缆索系统在设计过程中,尤其是对多个关键节点构造施工过程中各影响因素的控制方面面临着诸多技术问题.简要介绍该桥空间缆索系统的关键技术.     

自锚式悬索桥空间索面主缆架设

天津富民桥主桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,主跨主缆线形在竖向及水平向投影均为曲线.主要介绍该桥空间主缆架设施工技术.