三塔斜拉桥的动力特性研究

桥梁结构的动力特性是结构抗风性能和抗震性能研究的基础。以在建的某跨海大桥为工程背景,采用通用有限元软件ANSYS建立本桥空间有限元模型。计算分析了不同的索塔形状(双曲海豚塔和主直副曲海豚塔)斜拉桥的动力特性。分析结果表明:两种结构的斜拉桥的振型基本相同,但双曲海豚塔斜拉桥的频率较主直副曲海豚塔斜拉桥的高。     

主塔基础形式对超大跨斜拉桥抗震性能的影响

以泰州过江超大跨斜拉桥为例,就主塔分别采用高桩承台基础和沉井基础两种形式,对比研究桩基础大质量承台参与结构高阶水平向振型的质量参与系数分布、周期分布等特点,输入人工地震动参数,针对两种主塔基础方案采用线性时程分析方法计算桥梁结构控制部位地震反应并进行比较,再就桩基础方案中大质量承台对承台底水平反力的贡献进行时域和频域分析。研究表明,与沉井基础相比,主塔桩基础大质量承台参与结构高阶振动对超大跨斜拉桥动力特性和地震反应有重要影响,特别对主塔基础水平反力有显著的倍增效应,增大了超大跨斜拉桥的地震易损性。     

承台结构形式变化对大跨斜拉桥抗震性能的影响分析

以一座大跨斜拉桥为工程背景,基于sap2000有限元软件,建立了考虑群桩-土动力相互作用的三维有限元模型,分别计算了分离式承台与哑铃型承台两种承台形式下大跨斜拉桥的振动特性与地震响应,探讨了主塔基础承台形式对大跨斜拉桥抗震性能的影响。分析结果表明：主塔基础承台形式的变化对结构纵桥向抗震性能的影响不大,而对结构横桥向抗震性能影响较大;对于本桥而言,主塔基础承台形式采用分离式承台时对主塔结构的抗震性能有利,而采用哑铃型承台时对主塔基础的抗震性能有利,因此,应综合考虑并予以选择承台形式。     

大跨度斜拉桥地震易损性及可恢复性分析

为了研究地震作用下斜拉桥主塔的抗震能力，评估其抗震可恢复性，以一座独柱式大跨径混凝土斜拉桥为例，采用SAP2000有限元分析程序建立结构动力计算模型，通过增量动力分析法（IDA）分析结构的横向地震响应；选用X-TRACT软件对主塔划分的各关键截面进行了弯矩-曲率分析和损伤标定，对IDA分析的数据进行处理，拟合得到了主塔各关键截面的地震易损性曲线，确定主塔容易损伤部位及演变规律；基于可恢复性的理念开展结构的抗震可恢复性分析. 研究结果表明:在横向地震作用下，主塔底部截面是所选截面中最容易损坏的部位；在地震动强度0.150g和0.271g作用后，自身的抗震能力由80.6%降到46.7%，随着地震动强度的增大，抗震储备能力不断降低.      

纵向地震激励下倒Y形主塔斜拉桥的地震易损性分析

结合我国现役大跨斜拉桥的结构特点,以Ⅲ类场地上的倒Y型主塔斜拉桥为研究对象,选取20条实测地震波进行增量动力分析,同时将材料应变计算的截面曲率水平作为斜拉桥塔、墩、桩的损伤指标,据此求解斜拉桥塔、墩、基础等构件在不同地震动水平下超越不同损伤状态的概率,然后利用非线性拟合获得倒Y形主塔斜拉桥各构件地震易损性曲线,获得斜拉桥地震易损部位,损伤破坏过程的认识。研究表明：从各构件损伤的超越概率由高到低的排序上看,斜拉桥的主塔是最不易损的构件,而过渡墩桩基是最易损伤的构件;Y形主塔的易损部位主要集中在下塔底、中塔底、中塔顶三个部位。     

曲线斜拉桥锚固点与支座偏移受力影响

曲率的影响使曲线斜拉桥受力复杂,可采用主梁锚固点偏移、主塔锚固点偏移以及支座偏移等特殊构造改善其力学性能。以龟韭沟大桥为例,采用有限元方法,分析了曲线斜拉桥主梁和主塔锚固点向曲线外侧、主墩支座向曲线内侧偏移对结构受力的影响。结果表明:曲线斜拉桥主梁和主塔锚固点及主墩支座偏移对曲线内外侧斜拉索索力差、主塔塔顶横向位移、主梁横梁弯矩的影响均呈线性趋势。     

曲线斜拉桥锚固点与支座偏移受力影响

曲率的影响使曲线斜拉桥受力复杂,可采用主梁锚固点偏移、主塔锚固点偏移以及支座偏移等特殊构造改善其力学性能。以龟韭沟大桥为例,采用有限元方法,分析了曲线斜拉桥主梁和主塔锚固点向曲线外侧、主墩支座向曲线内侧偏移对结构受力的影响。结果表明:曲线斜拉桥主梁和主塔锚固点及主墩支座偏移对曲线内外侧斜拉索索力差、主塔塔顶横向位移、主梁横梁弯矩的影响均呈线性趋势。     

独塔双边箱梁斜拉桥结构分析

以实际工程为背景,对2×120m跨独塔双边箱梁斜拉桥建模计算,并进行静力分析、结构动力特性研究、结构地震响应计算,结果表明,该桥主梁和主塔的刚度和强度均满足规范要求,且有一定的安全储备,可为同类型的斜拉桥设计提供参考。     

外倾式矮塔斜拉桥主塔上塔柱空间受力分析

以浮山县丞相河特大桥(87+160+87)m双塔斜向双索面PC矮塔斜拉桥工程为背景,以主桥"Y形"主塔结构上塔柱为研究对象,对主塔上塔柱采用有限元软件进行三维空间实体建模,从索塔结合部索鞍、主塔上塔柱根部局部应力计算来分析外倾式矮塔斜拉桥上塔柱的应力状况,并提出降低主塔上塔柱根部应力的施工措施,以确保主塔结构在施工时的安全、稳定性,可供同类型桥梁在桥型结构设计时参考。     

转体施工过程中万吨混凝土斜拉桥温度效应分析

绥芬河斜拉桥的施工过程中进行了全候的温度效应观测。根据实测的温度效应数据,从索梁温差、主梁顶底板温差、主塔两侧温差及整体性温差四个方面进行了混凝土斜拉桥的温度效应分析,验证了所采用计算方法的适用性,提出了转体施工万吨斜拉桥回避昼夜温差产生的温度效应的方法。     

塔吊对高柔桥塔风致振动响应的影响

在均匀流场和B类紊流场中测试不同风偏角下有无塔吊情况的塔顶和0.65倍塔高处桥塔的风致振动响应,对设计基准风速下的风振响应进行对比分析,研究塔吊以及流场类型对桥塔风致振动的影响。通过分析可知,塔吊和流场类型对桥塔风致振动的均值几乎没有影响,但会影响风致振动的方差。。     

独塔斜拉桥异形钢-混结构索塔受力研究

建立独塔斜拉桥塔索梁一体化有限元模型,对异形组合结构的索塔受力性能进行研究。以某水滴形钢-混结构索塔独塔斜拉桥为工程背景,分析成桥状态下索塔应力及变形特征、上索塔三角隔板区域的局部及索塔应力集中区域的应力分布规律,研究结果表明:索塔截面设计合理,刚度满足使用要求;成桥后索塔变形量较小,并以竖向变形为主;索塔竖向正应力和剪应力明显大于顺桥向和横桥向应力;索塔第三主应力值远大于第一主应力值,Mises应力主要体现出第三主应力的变化规律;上索塔三角隔板区域及索塔应力集中区域的应力水平均在材料的应力容许范围,索塔受力较为合理且具有一定的安全储备。     

航天器发射塔风振响应分析

结合高75m的某钢结构航天器发射塔,通过ANSYS软件,采用频域法对结构在顺风向风荷载作用下的动力响应进行分析计算。通过考虑结构的不同阶振型,计算不同情况下节点位移响应根方差。对结果进行分析比较,得出不对称复杂结构,在计算风动力位移响应时,仅仅考虑第一阶振型是不够的,必须综合考虑多阶振型对结构的影响。     

悬索桥索塔应力控制

悬索桥施工过程中索塔应力的监控非常关键。基于截面内力平衡的思路，提出了考虑徐变次内力情况下结构徐变、收缩的计算方法。某跨江特大跨悬索桥的应用表明该法应用方便，计算结果可靠。     

塔式起重机结构系统动态优化设计

为提高塔式起重机的动态性能，建立了以动刚度为优化目标的塔机结构系统动态优化数学模型．通过模态分析及简谐振动响应分析确定影响塔机动态性能的关键模态频率，并以此作为优化目标，对主要结构参数进行灵敏度分析，以确定塔机动态优化的设计变量．以塔机结构系统质量、静强度、静刚度、动态位移响应幅值等为约束条件．实例分析表明，采用这种动态优化方法，动位移幅值降低59．5％，结构质量减少11．2％．     

矮塔斜拉桥设计要点研究

近年来,由于矮塔斜拉桥在结构受力、施工安装上的优越性,在我国得到了快速发展。矮塔斜拉桥具有以下优点：索塔塔高较低,施工简单;斜拉索应力变化幅度较小,可以充分发挥拉索高强钢筋的圬料性能;梁体刚度较大,施工过程及合龙后,不需进行索力调整,施工方便。     

上海新电视塔风载试验研究

本文主要分析上海浦东新电视塔上的风荷载分布情况。其风洞试验在中国气动力研究与发展中心低速所８ｍ×６ｍ大型低速风洞中进行，获得了电视塔模型上的整体气动荷载和压力分布。重点探讨了柱群与球体的气动力干扰，邻近建筑物对电视塔的干扰，迎风角变化的影响以及Ｒｅ数的模拟等问题。由试验可见，列时，柱间易发生“稳态偏流”，使处于尾流区的第三柱上的压力分布发生很大变化，并容易受激振动。当存在多柱干扰时，圆柱阻力将会增