考虑缆索滑移的精细化索鞍模型

提出了一种通用性较强的索鞍建模方法,以实现对主缆与鞍座脱开、接触及滑移行为的精细化模拟。采用这一方法对泰州长江大桥鞍座抗滑特性试验进行了有限元再现,同时分析了不平衡索力加载条件下鞍座的受力和滑移特性。结果表明:鞍座模型能较好地再现试验中滑移特性;在不平衡索力加载时,索鞍径向压力和切向摩擦力随荷载的增加有不同程度的增大,由非加载端至加载端也明显呈现增大的趋势;采用规范公式对滑移安全系数的计算仅与鞍顶局部安全系数相近,规范给定安全系数k=2的界限状态对应主缆和鞍座间开始有局部滑移发生的状态。     

重载铁路部分斜拉桥结构参数分析

以蒙华重载铁路主跨248 m部分斜拉桥为例,采用有限元分析理论,分析在该跨度范围内部分斜拉桥应用于重载铁路的适应性及特殊性。对该桥结构体系、主梁梁高、预应力次内力、桥塔刚度、桥塔高度及索塔梁刚度匹配等结构参数进行比选研究,确定合理布置形式。结果表明:(1)该重载铁路部分斜拉桥采用塔梁固结、墩梁分离体系,主墩支座采用双1 90 000 kN超大吨位球形钢支座;(2)主梁中支点—跨中梁高采用13 m-6 m组合为优;(3)短预应力钢束时弯矩近似矩形分布于预应力钢束布置区域,次内力较小;长预应力钢束次内力弯矩近似呈三角形分布,次内力影响明显;(4)桥塔尺寸主要由索鞍等构造及桥塔本身受力控制,其刚度对结构整体受力及刚度影响均较小;(5)为提高跨中截面等控制性区域结构受力性能,桥塔采用高塔型体系,高跨比1/4.35;(6)结构整体刚度主要由主梁提供约占67%,主塔及拉索对整体刚度贡献值为33%,主塔及拉索对刚度影响因素主要为桥塔高度。     

部分斜拉桥的力学性能及其界定

部分斜拉桥正作为一种新桥型在国内蓬勃发展,本文概述部分斜拉桥的发展趋势,在分析部分斜拉桥力学性能时,引入部分斜拉桥“荷载效应影响度”的概念,来定量分析部分斜拉桥的斜拉索对结构受力的贡献。在此基础上,提出能综合反映部分斜拉桥结构性能的“部分斜拉桥特征参数”。该参数能很好地综合反映部分斜拉桥结构的主要设计参数———塔高、索面积、主梁刚度对结构的影响,并对国内一典型的部分斜拉桥进行基于荷载效应影响度的特征参数分析。通过部分斜拉桥“荷载效应影响度”和“部分斜拉桥特征参数”的相关性,定量分析部分斜拉桥的力学特性。本文对国内10座斜拉桥进行基于荷载效应影响度的特征参数分析后得出,用“部分斜拉桥特征参数”能综合反映部分斜拉桥的力学特性,并可区分部分斜拉桥与普通斜拉桥。因此,采用基于荷载效应影响度的斜拉桥特征参数来界定部分斜拉桥,是全面准确的。     

斜拉桥合理索力的确定方法

在斜拉桥设计中，斜索初始张拉力的大小直接影响着全桥在施工阶段乃至成桥后的受力状态，文章给出了悬臂法施工的斜拉桥，在一次张拉情况下各斜拉索初始张拉力的计算方法，并讨论各种方法的优缺点和适用范围。     

部分斜拉桥主塔鞍座区局部应力分析

通过对一座部分斜拉桥主塔鞍座处局部应力分布的有限元计算分析,说明部分斜拉桥主塔鞍座处局部应力的分布特征。依据鞍座处局部应力影响范围很小的特点,提出设置螺旋筋和索孔端部镶嵌预埋钢板的局部设计补强措施,避免在索鞍下出现危及结构耐久性的有害裂缝。     

蒙西至华中地区铁路煤运通道汉江特大桥方案设计

新建蒙西至华中地区铁路煤运通道汉江特大桥主桥为主跨248 m部分预应力混凝土斜拉桥,为解决与下游高速公路连续梁桥对孔要求,在跨度布置中采用一主跨四边跨布置形式。考虑到桥位处通航净空对梁高限制、桥式跨越能力、受力性能、经济性等因素,桥式采用部分预应力混凝土斜拉桥形式,梁体采用单箱双室预应力混凝土连续结构,靠近跨中区域采用斜拉索加劲,桥塔采用H形。通过进行整体静力计算、局部受力分析,结构受力及变形等指标满足规范要求,分析结果表明,该桥结构体系满足重载铁路行车安全要求。     

一种新型斜拉桥索-塔锚固结构的设计研究

研究目的:某斜拉桥项目采用非对称独塔斜拉桥结构形式,索塔两侧拉索索力在施工阶段及成桥运营阶段差异较大,为有效解决这个问题,设计将交叉锚固形式与索鞍锚固形式相结合,在传统分丝技术索鞍基础上,索塔两侧单根钢绞线均穿过各自分丝管分别利用抗滑键锚固在索塔的相对一侧,每一根钢绞线均可作为一个单独的拉索系统,亦可以实现单根钢绞线换索。本文通过对该类型斜拉桥索-塔锚固结构进行研究,包括有限元计算分析及模型试验,为该类型索-塔锚固结构用于其他项目提供一些建议。研究结论:(1)与现有的索鞍锚固形式相比,该形式彻底解决了斜拉索在弧形索鞍处的滑移问题,可以满足桥梁索塔两侧拉索索力不同的使用需求;(2)可以根据索塔两侧不同的索力需求设置不同的拉索结构形式,达到降低拉索用量的目的;(3)与空心塔侧壁锚固形式相比,本索-塔锚固结构形式可以使混凝土索塔只受压不受拉,提高了结构的耐久性,而且可以简化索塔结构,达到为斜拉桥索塔"瘦身"的效果;(4)本索-塔锚固结构形式在中小跨径独塔斜拉桥中具有良好的应用前景。     

矮塔斜拉桥索塔大节段模板浇筑及索鞍定位技术研究

以东苕溪大桥施工为背景，针对矮塔斜拉桥索塔施工中节段多，索鞍定位复杂的难题，提出了索塔采用大节段模板浇筑及定位索鞍的施工技术。将传统索塔施工模板进行了优化改装，使索塔浇筑节段由3～4.5 m提高至6～8.72 m,最终索塔施工完成后只有3个施工接缝，减少立模和混凝土的浇筑次数，提高了索塔整体混凝土表观质量。同时在模板改装中将索鞍三维空间设计坐标精准定位于模板相应的空间位置上，塔内索鞍安装定位只需用螺栓与定型组合钢模板连接牢固，解决了在高空测量定位作业空间受限、索鞍测量定位困难、定位精度低的难题，大大减少高空作业时间。为索塔施工及索鞍定位提供了新的施工方法，对类似工程起到借鉴作用。     

波纹钢腹板矮塔斜拉桥结构静动力分析

通过建立有限元模型对波纹钢腹板矮塔斜拉桥以及钢筋混凝土梁矮塔斜拉桥进行了静动力性能分析,对比了两者在移动荷载作用下主梁内力、主梁挠度、主塔内力、拉索内力以及结构自振特性的区别。研究结果表明:矮塔斜拉桥结构整体受力性能接近于连续梁;将钢筋混凝土梁替换成波纹钢腹板后,矮塔斜拉桥主梁刚度降低,主梁承担的荷载效应减少,此部分荷载效应通过拉索传递到主塔结构上,因此整体结构受力特点由主梁依赖型向主梁拉索协同型转变。     

基于精细化有限元的钢桁梁桥节点高强螺栓连接受力性能

本文针对常泰大桥北接线大跨径钢桁梁桥节点连接方式,采用精细化有限元方法建立高强螺栓连接试件分析模型,探究在单向拉伸作用下螺栓和钢板的受力性能。根据相关文献试验结果,利用荷载-位移曲线分析高强螺栓连接试件轴向拉伸静摩擦阶段、滑移阶段和承压阶段三个阶段受力特征,并验证有限元模型的准确性;采用有限元仿真方法,研究钢材等级、摩擦系数、预拉力和螺栓缺失对高强螺栓连接试件抗剪承载力影响;基于强度包络法,给出螺栓连接强度的计算方法。     

紫金斜拉桥索塔锚固段足尺模型试验研究

斜拉桥索塔锚固段是将索力传递到索塔的关键受力部位,受力相当复杂。对紫金斜拉桥索塔锚固区进行足尺模型试验,并用ANSYS有限元系统进行仿真分析,将仿真计算结果与试验数据进行对比,为锚固区的设计与施工提供重要依据。     

斜拉桥分离式箱形桥面空间受力分析

斜拉桥加劲梁是桥跨结构的一个重要组成部分，其分离式箱形截面的横向设置横隔梁传递缆索拉力，因而它是一个受力复杂的空间受力结构。本文以一独塔双索面斜拉桥为背景，运用Super SAP93分析程序，对桥面结构进行了空间应力分析，分析方法可为类似工程设计和施工提供参考。     

淮北长山路斜拉桥主梁支架法施工技术

通过淮北长山路斜拉桥预应力钢筋混凝土主梁的施工技术研究，解决了在复杂地形条件下搭设膺架，并通过理论分析指导和实时监控，确定了主梁预应力和斜拉索张拉次序及张拉力值等关键工序，解决了主梁在脱架前受力不明确等技术难题。     

离石高架桥主桥设计

离石高架桥主桥是采用双塔单索面的预应力混凝土部分斜拉桥。本文结合离石高架桥主桥的设计情况,浅析PC部分斜拉桥的桥型特点、受力原理及设计要点。     

铁路新型钢混组合独塔部分斜拉桥设计研究

以在建的银川机场黄河特大桥主桥为工程依托,结合国内外钢混组合结构的研究现状,推出一种新型大跨钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥结构。根据钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥的特点,采用空间杆系与实体有限元分析方法,对结构的构造细节及受力特征进行分析,以确定本结构应用于高速铁路的可行性。采用有限元仿真分析与概念设计相结合,对钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥的结构体系、承载形式、钢混结合形式、截面构造、拉索锚固等一系列技术重难点进行研究。研究结果表明:新型钢混组合独塔部分斜拉桥,可应用于高速铁路;结构受力合理,可充分发挥材料特性以减小结构自重;结构整体刚度好,可满足高速铁路行车要求;施工安全可控,可降低施工干扰;结构造型优美,经济性能佳;桥型新颖,技术先进创新性突出。     

公和斜拉桥合龙方案计算分析

合龙段施工是斜拉桥主体施工的关键，文章介绍沈阳市公和斜拉桥所采用的刚性支架合龙施工方案，并对结构在合龙过程中的受力进行了详尽的计算分析。     

弧长比例对曲线斜拉桥力学性能影响分析

曲线斜拉桥是主梁呈曲线的斜拉桥。其兼具弯梁桥和斜拉桥的受力特点,主梁在承受弯矩、剪力作用的同时承受了较大的扭矩作用,受力复杂,具有高度空间性。以某座主跨285 m混凝土Π形主梁双塔双索面曲线斜拉桥为工程背景,基于有限元分析方法,通过改变曲线斜拉桥弧长比例(曲线斜拉桥曲线部分长度占全桥长度的比例,取值为[0,1])以探究弧长比例变化对结构受力性能的影响规律,主要研究对象包括主梁应力、内力、挠度以及支座反力等。研究结果表明:弧长比例对主梁轴力、剪力影响较小,相对于直线斜拉桥,变化不大于5%,可按直线桥进行计算;弧长比例在不同区间变化对主梁弯矩和扭矩的影响呈现不同趋势。研究成果针对弧长比例这一参数对曲线斜拉桥提供设计建议,为道路选线及桥梁设计提供参考依据。     

双塔单索面部分斜拉桥模态与地震反应分析

研究目的:为研究双塔单索面部分斜拉桥的抗震性能,对双塔单索面部分斜拉桥进行动力特性分析及地震反应时程分析.分析结果可为双塔单索面部分斜拉桥的设计提供理论指导.研究结论:通过建立双塔单索面部分斜拉桥的动力分析力学模型,运用有限元法对部分斜拉桥进行了动力特性与地震反应时程分析.模态分析表明:双塔单索面部分斜拉桥的第1振型为主梁对称竖向弯曲,第一自振频率比漂浮体系的斜拉桥大,因此受竖向地震、风和车辆振动的影响较大.研究了在多遇地震作用下桥结构的内力和变形规律,分析了部分斜拉桥的抗震性能,研究表明:部分斜拉桥在50年超越概率为10%的多遇地震作用下满足抗震设计规范的要求.     

考虑钢-混凝土滑移效应的下承式钢桁结合梁受力特性研究

对下承式64 m双线钢桁结合梁,考虑钢梁与混凝土板之间的滑移,采用空间梁、板壳单元建立有限元计算模型,钢梁与混凝土板间的连接根据剪力钉刚度,采用弹性连接模拟,通过二期恒载、混凝土桥面板收缩徐变工况的计算分析,研究下承式钢桁结合梁受力特性。计算结果表明,下承式钢桁结合梁中由于混凝土板与主桁下弦杆共同作用承受纵向拉力,钢梁与混凝土板之间的滑移对桥梁结构内力影响较大,设计计算时不适合采用钢梁与混凝土板刚接或换算截面法,建议根据剪力钉刚度钢梁与混凝土板之间采用弹性连接模拟,不同荷载工况可按结构受力对剪力钉刚度进行适当调整。     

甬江斜拉桥索塔空间应力有限元分析

宁波甬江斜拉桥是双塔四索面预应力混凝土叠合梁斜拉桥,由于两索塔相接在一起,两幅桥的受力呈现出耦合状态;且索塔塔顶部位通过混凝土板将两塔柱连接在一起,构成单箱三室的结构,该区域受环向预应力和斜拉索共同作用,受力状态异常复杂.有必要对索塔进行有限元仿真分析,分析结果为设计和施工提供重要参考依据.