大跨度铁路斜拉桥车桥耦合振动分析

以某主跨432m铁路斜拉桥为例,运用桥梁结构动力学与车辆动力学,将桥上通行列车和桥梁视为联合动力体系,建立精细的列车与大跨度铁路斜拉桥的车桥耦合动力分析模型,计算与分析了该桥列车通过时的桥梁动力响应和列车走行性,计算结果表明：当国产C62货车和CRH2客车以不同的速度通过斜拉桥时,车辆、桥梁的动力响应均能达标,列车具有良好的走行性,该斜拉桥具有足够的横向、竖向刚度。研究结果为大跨度铁路斜拉桥的动力设计提供了理论依据。     

重庆涪陵长江大桥动力特性试验研究

介绍了重庆涪陵长江大桥斜拉桥动力荷载试验方法和过程,并且对动载固有频率、控制截面影响线、动应变等参数实测值和计算值进行了对比。结果表明:控制截面测点实测基频跟计算值吻合较好,实测影响线与计算值规律完全符合,结构动力性能良好。     

营口辽河公路大桥抗震性能研究

以营口辽河公路大桥为背景,对斜拉桥的抗震性能进行研究.从斜拉桥的抗震分析方法和动力分析模型入手,研究斜拉桥的结构动力特性,用斜拉桥地震响应的反应谱法和时程积分法分析计算.动力特性分析结果表明初始索力和重力对结构的动力特性的计算结果影响很小.对于大跨度斜拉桥至少取前30个振型进行反应谱分析才合理.在3个方向的地震作用下,采用反应谱法计算,斜拉索的地震力较小,静内力加动内力均小于索的设计值,索始终保持弹性工作,且无松弛现象.以全飘体系顺桥向+竖向输入地震波进行时程分析,计算出塔根部支座反力、辅助墩及边墩支座反力、节点位移最值、拉索单元轴力最大值,并绘出顺桥向和竖向EL-centro地震波时间历程曲线图.     

参数增量变化分析在斜拉桥换索施工控制中的应用

斜拉桥换索施工控制需要在整个施工过程中对索力、主梁标高、主梁和桥塔应力等参数进行控制,通过建模计算分析,将参数增量变化分析方法运用于皎平渡斜拉桥换索工程实践中。结果表明,换索后斜拉索实测和设计索力误差控制在3%以内;主梁标高变化最大值为4~5 mm,经过换索桥面线形有所优化。参数增量变化分析法可用于混凝土斜拉桥换索工程施工控制。     

地震-波浪耦合作用下考虑相位差影响的深水桥墩动力响应分析

跨海深水桥墩往往受到不可忽视的波浪作用,在设计时需考虑波浪力。在地震作用下,桥墩附近海域的波浪场受到地震动水压力的干扰,波浪作用也受到影响,桥墩的动力响应需考虑两者的耦合作用。另一方面,地震起振时,墩底处地震波的相位可简单视为0,而桥墩处的波浪相位可能在0~2π之间变化,地震与波浪之间的相位差将直接影响波浪作用的大小,进而影响地震-波浪耦合作用。为了研究地震-波浪对深水桥墩的动力耦合作用,并考虑相位差对桥墩动力响应的影响,采用有限元分析软件ADINA建立的组合桥墩的精细化模型及桥墩附近水体的势流体单元模型,以模拟流固耦合作用;分别进行了地震单独作用下、波浪单独作用下以及地震-波浪耦合作用下桥墩的动力响应分析,并考虑了地震动、波高及地震与波浪之间相位差的不同。研究结果表明：地震与波浪间的耦合作用不能忽略,其对桥墩上总动水压力的影响在15%左右;地震与波浪之间的相位差对桥墩动力响应影响显著,当相位差在0~2π之间变化时,最大响应幅值变化接近54%;最不利相位差的取值与地震频率、桥墩水下基频和结构形式密切相关。利用MATLAB软件,提出了最不利相位差的计算方法及其适用条件;提出了耦合作用折算系数,以简化最大动力响应幅值的计算,推动实际工程应用。     

格构式钢塔斜拉桥动力测试及动力影响分析

为研究格构式钢塔斜拉桥的动力特性,以宝鸡市陆港大桥为背景,采用脉动测试法对桥梁的动力特性现场测试,与有限元模型值进行对比分析;在此基础上,分析主塔刚度、主梁刚度、边跨辅助墩、主塔高度等参数变化对该桥动力特性的影响.结果 表明:实测模态振型与理论振型基本一致,实测频率值略大于理论值;格构式钢塔斜拉桥塔梁振型容易被同时激发,互相耦合,互相牵动,不利于抗震;桥塔整体扭转刚度大,有利于提高结构的抗风能力;边跨辅助墩可以大幅提高桥梁纵向刚度和竖向刚度,能增强结构抗风性能,并提高行车舒适性;就其动力特性方面,此种桥型最佳索塔高跨比介于1/3～1/2.5之间.     

重载铁路路桥过渡段路基纵向动力响应规律分析

为研究重载铁路路桥过渡段在轴重增大、速度提高情况下的变形和动力响应,本文采用有限元数值计算方法,系统总结了重载铁路路桥过渡段路基纵向动力响应规律。分析表明：轴重的变化是影响动应力峰值的决定性因素;列车上桥时,动位移在距桥台0~25m范围内比较集中,变化明显,在该范围内动位移先增大,后减小,在15m左右位置动位移达到最大值。25t轴重、速度100km/h时,桥两侧点的加速度峰值均显著增加;尤其速度提高到120km/h后,影响更甚;上桥侧过渡段路基表面动位移和加速度峰值变化受轴重等因素的影响较下桥侧明显。     

任意载荷激励下考虑局部效应的斜拉桥结构动力响应分析

基于一般有限无理论，考虑连续质量惯性力的影响，引入局部动位移修正项，推导了在任意荷载激励下梁单元的局部效应修正公式，并对斜拉桥结构在任意载荷激励下进行动力响应计算。计算结果表明，梁、塔单元的剪力修正项在考虑局部效应时与一般有限无方法存在较大误差，特别是塔单元的剪力修正值尤为显著。而对于索单元的动内力计算几乎没有影响，这与实际情况相符。在进行大型复杂结构的动力响应分析时，通过考虑局部效应，可以获得较为精确的结果。     

复杂环境荷载下斜拉桥单塔结构动力响应试验

就目前斜拉桥桥塔结构在复杂环境荷载(地震、波浪和水流)联合作用下的动力学模型,针对其构建难度高和数值模拟技术不成熟等问题,以某一试设计的斜拉桥中的桥塔为研究背景,首先利用重力-弹性力相似律和等效变换方法设计了几何比尺为1∶100的桥塔-群桩基础试验模型;其次设计了无水环境下白噪声扫频、正弦波共振,有水环境下地震、正弦波浪和水流单独/联合加载分级加载制度;最后采用大连理工大学的地震、波浪和水流联合模拟试验系统对该模型进行地震、波浪和水流单独/联合作用下的动力响应试验,分析了复杂环境荷载(地震、波浪和水流)作用下斜拉桥单塔结构上动水压力的变化趋势、动力响应特性和破坏机制。试验结果表明:当斜拉桥桥塔结构遭遇随机荷载作用时,加速度响应主要位于承台处,群桩上部和桥塔下部为应变较大区域,地震作用对动水压力贡献最大,波浪作用次之,水流影响最小;斜拉桥桥塔顶部动力响应幅值与输入的地震动特性相关,当地震荷载和高海况正弦波浪联合作用时,地震对桥塔顶部的加速度贡献较大,波浪作用贡献较小,但是也不容忽视。试验结果可为超大跨深水基础斜拉桥抗震设计规范的修订提供重要的参考。     

基于动水及桩-土-结构相互作用的斜拉桥地震响应分析

为了得到更为符合实际情况的跨江大桥动力稳定性的地震反应分析,在桥梁抗震研究中必须综合考虑动水及桩-土-结构的相互作用。基于此,结合某斜拉桥,采用基于Morison方程的动水力简便计算方法来模拟水对桥梁下部结构的动水压力,通过大型有限元程序Midas/Civil分别建立了没有考虑动水及桩土效应和考虑动水及桩土效应两种情形下的计算模型,通过输入El-Centro波分析了动水及桩土效应对斜拉桥结构动力特性和地震反应的影响。分析表明动水及桩土效应对斜拉桥动力特性和地震反应的影响较大,因此在对跨江斜拉桥结构进行抗震分析时,应考虑动水及桩土效应对其动力反应的影响。     

广济2~#桥荷载试验及加固维护

荷载试验是评估桥梁实际工作状态和承载能力最直接的方法,也是评定桥梁结构使用状况的有效方法。分析了广济2~#桥在三级加载状态下各控制点的挠度和应变等力学指标,介绍了广济2~#桥荷载试验的静载试验和动载试验过程,借助桥梁工程有限元分析软件MIDAS进行了建模,得出了对应工况满载下的理论计算值,并与实测值进行比较分析,阐明了桥梁结构承载能力与工作状态。根据荷载试验结果,广济2~#桥经加固设计后整体刚度得以提高,可满足规范要求。     

控制点晃动状态下斜拉桥索导管精密定位技术

平潭海峡公铁大桥元洪航道桥为(132+196+532+196+132)m公铁两用跨海斜拉桥,桥塔斜拉索锚固区底部3层为索导管结构,索导管采用无缝钢管制造。由于所处地理位置为台湾海峡风口处,常年大风,施工要求在8级风下能正常进行索导管定位测量,且受环境影响控制点只能布设在斜拉桥边墩墩顶及塔柱下横梁顶。在8级风下对控制点进行晃动测试分析,分析不同测回数取均值后的坐标偏差限值、内符合精度及外符合精度,得出20测回取均值可满足索导管安装精度5 mm的要求。索导管安装过程中,对其结构尺寸进行检查验收并制作定位板,采用塔柱施工面高程传递、距离投影改正等技术,确保了索导管锚固点三维坐标偏差在5 mm内,索导管锚固点与出塔点中心坐标的相对偏差在3 mm内,精度满足规范要求。     

大跨度桥梁模型修正方法研究

提出一种通用有限元程序和数学软件相结合的大跨度桥梁有限元模型修正方法.根据摄动理论,将原优化问题转化为求解一系列灵敏度不变的优化子问题,从而方便简单地实现大跨度桥梁的模型修正.数值模拟及采用静、动态实测数据对石板坡长江大桥复线桥进行模型修正的结果表明,该方法不但具有可行性,还能大大降低计算工作量,修正后的模型可以作为后续计算的基准模型.     

斜拉桥桥塔稳定性实用计算方法

以卡罗波夫折减法为基础,提出了一种改进的计算斜拉桥桥塔稳定系数的方法——修正的弹性支承法.以目前世界上跨度最大的斜拉桥-苏通大桥为例进行计算,并将计算结果与有限元分析结果进行了对比.结果表明,在一定的施工状态、荷栽工况及参数条件下,该计算方法得到的桥塔稳定系数与有限元分析结果非常接近.修正的弹性支承法由于考虑了斜拉索的...     

基于小波包能量谱的大跨桥梁结构损伤预警指标

基于结构动力响应的小波包能量谱提出了两种结构损伤预警指标:能量比偏差和能量比方差。以润扬长江大桥北汊斜拉桥为研究对象,分析了损伤预警指标在不同损伤位置、损伤程度和测量噪声水平下的预警能力。研究结果表明:与结构自振频率等模态参数相比,能量比偏差和能量比方差可以明显提高大跨桥梁结构损伤预警的敏感性和有效性,并且具有良好的抗噪声干扰能力。能量比偏差和能量比方差可作为大跨桥梁结构损伤预警系统的损伤预警指标。     

哈尔滨四方台斜拉桥成桥静动载试验研究

介绍哈尔滨四方台斜拉桥静动载试验的主要内容和方法,并结合理论计算,对该桥梁结构的实测应力、挠度及振动特性进行对比分析。试验结果表明,该桥理论分析和设计计算方法可靠,施工质量优良,桥梁刚度和承载能力满足设计要求。研究结果可为同类型桥梁的设计和成桥试验提供参考。     

北江大桥主桥反顶推拆除施工技术

针对北江大桥拆除作业空间狭小、拆除施工存在较大安全风险、无任何经验可借鉴等特点,结合现场实际情况,最终采用安装钢导梁实施反顶推拆除施工方案。实践表明：反顶推拆除施工方案简单,安全操作性强,节省大量施工成本,同时不影响已建成通车侧桥的通畅运行。现场监控实测主梁段应力值和应变值与模拟计算值误差较小,反顶推拆除施工方案在北江大桥主桥拆除中成功实施,为今后旧桥拆除施工积累宝贵经验。     

斜拉桥索力测量的可靠度研究

从概率分析的角度探讨频率法测量索力的精度.综合运用响应面-蒙特卡罗法,以及索力-频率对应关系的有限元及样条拟合方法,形成一种计算量少、计算精度高的频率法测量索力可靠度分析方法.该法可以考虑索结构参数和索实测频率变异性对频率法测量精度的影响.采用该法对广州珠江黄埔大桥北汊斜拉桥各施工阶段的索力测量进行可靠度分析,获得理想的结果,检验了方法的正确性与实用性,同时也为该桥索力测量提供概率意义下的精度信息.     

阿深黄河特大桥静动载试验

阿深黄河特大桥主桥为7塔8孔双索面预应力混凝土部分斜拉桥,介绍该桥静动力试验成果,并结合静动力有限元分析,将计算结果与试验结果对比,对该桥现状进行评定。     

奉节长江大桥结构固有模态参数试验与分析

奉节长江大桥主桥为双塔双索面斜拉桥,主跨460 m。介绍该桥结构固有模态参数试验的主要内容和方法,并结合理论计算,对该桥梁结构的自振频率、振型进行对比分析。试验结果表明桥梁动力特性满足设计要求。