钢管砼拱桥模型构建及自振特性对比分析

以云南省海口大桥为研究对象,基于ANSYS软件分别考虑墩底固结和土-桩-结构相互作用,建立了该桥的两种三维有限元模型,以此为基础进行了两种模型的自振特性对比分析;并系统地介绍了两种中承式钢管砼系杆拱桥简化模型的构建方法,可为相关研究提供参考.     

我国车-桥耦合振动的研究现状及发展趋势

自进入21世纪,我国公路与铁路交通在高速化与重载化得到了巨大的发展,而桥梁也朝着轻质、大跨迈进,车-桥结构的动力问题越来越突出,车-桥耦合振动的研究因此获得了许多的关注。在回顾了近20年中国在车桥耦合问题研究的基础上,总结了车-桥耦合振动研究的车辆模型、桥梁模型及数值计算方法,并针对关于地震荷载、风荷载、不平整度和共振等4个方面的车-桥耦合振动研究内容做了系统介绍。并对车-桥耦合需要进一步研究的问题进行了探讨,可对今后车-桥耦合问题的研究提供一定的参考。     

斜拉-悬索协作体系桥基于桩-土-结构相互作用的地震响应研究

以大连湾跨海大桥协作体系桥方案为研究对象,基于大型有限元分析软件ANSYS建立了该桥的三维有限元模型,采用等效嵌固模型模拟了土-桩-结构的相互作用,以此为基础对该方案桥的自振特性进行了分析,重点研究了桩-土-结构相互作用下斜拉-悬索协作体系桥的地震响应,分析结果表明自锚式体系的加劲梁与主塔的纵向位移、塔底、主跨跨中弯矩均大于地锚式体系;但加劲梁竖向位移、主塔塔底轴力则小于地锚式体系。     

移动车辆荷载作用下简支箱梁动力特性的数值分析

通过比较不同移动荷载模型的差异,提出了采用单自由度质量-弹簧模拟移动车辆荷载的动力分析模型,运用有限元软件分别建立了质量-弹簧和滚动质量的车桥耦合模型,并比较了三种移动速度下两种模型的跨中动力响应结果,验证了质量-弹簧车桥耦合模型的可靠性.计算结果表明:提出的质量-弹簧车桥耦合模型更符合车辆实际行驶状态;简支箱梁桥的跨中挠度最大且动位移的时程变化呈类正弦波形;车桥耦合系统的跨中速度及竖向加速度受移动速度的影响较大.     

客运专线车-线-桥垂向耦合系统振动的特性

近年来,高速铁路在我国得到了快速发展,由高速列车引起的线、桥振动问题越发突出.针对客运专线车-线-桥系统的特点,利用有限元方法建立了车辆一无砟轨道-桥梁耦合模型.鉴于模型的复杂性,将该模型分为列车一无砟轨道系统和无砟轨道-桥梁系统两个子系统来研究,两个子系统通过轮轨相互作用力耦合.根据Hamilton原理,可推导出两个...     

关于公路桥梁冲击系数的探讨

参照简化的车辆模型和桥梁模型建立车-桥相互作用的数学模型,给出在移动车辆荷栽作用下连续梁桥各截面动力响应的时程曲线和连续梁桥前几阶模态的振型曲线,研究表明,连续粱桥各控制截面起主要作用的模态并不都一样;另外,数值分析表明,对于连续梁桥,冲击系数公式仅考虑桥梁第一阶频率是不合理的。     

少联大跨径连续-刚构组合桥的受力分析及合龙顺序探讨

通过时某座3跨连续-刚构组合梁桥与连续刚构桥、连续梁桥的施工仿真结果对比分析。研究了3跨连续-刚构组合梁桥的力学特点和后期使用性能．并且针对其墩身抗推刚度、合龙次序两个问题进行了深入分析,以期为同类桥梁的设计与施工提供借鉴。     

基于ARMAX代理模型的车-桥耦合系统可靠性研究

为探究车-桥耦合系统可靠性的效率和精度,建立列车-桥梁的耦合振动模型,并采用自回归方法模拟轨道不平顺. 回顾ARMAX （auto-regressive moving average exogenous）模型的基本原理,提出了基于ARMAX代理模型的车-桥耦合系统可靠性分析框架;利用代理模型获得列车响应预测值,并与直接蒙特卡罗模拟（monte carlo simulation,MCS）法结果进行对比,探讨了代理模型在分析行车安全时的计算精度和可靠性分析效率. 结果表明:代理模型预测列车竖向和横向加速度响应的效率显著高于MCS法,约为3个数量级;预测竖向、横向车体加速度的精度分别为98.66%、86.55%,求解精度较好,可显著提高车-桥耦合系统可靠性分析的效率.      

基于瞬态边界元法的箱梁声辐射

为进一步开展桥梁结构噪声的研究,基于有限元-瞬态边界元法理论,对铁路32 m简支箱梁桥进行了时域振动响应及声辐射特性分析.首先,利用有限元软件ANSYS建立轨道-桥梁有限元模型;然后,运用车-线-桥仿真程序(TTBSIM),仿真计算得到轮轨相互作用力,并作为有限元模型的外部激励进行了列车动荷载作用下桥梁的时域振动响应分析;最后,以桥梁振动响应为边界条件,利用声学边界元软件Sysnoise研究分析了由列车动荷载引起的桥梁瞬态辐射噪声,并将测点声压计算值与实测值进行了对比验证.研究结果表明,200 km/h高速列车作用下桥面板振动级明显大于桥底板和桥梁腹板,桥梁主要噪声辐射部位为桥面板;桥梁结构噪声主要集中于低频段;随距离增加,噪声幅值逐渐减小,且高频噪声衰减速度明显快于低频噪声.      

新型钢—混凝土组合桁架桥非线性分析及力学特征研究

钢—混凝土组合桁架桥是一种整体性能良好、施工方便快捷的新型桥梁结构。以吉兆桥为例,基于空间杆系有限元理论,建立该桥的整体力学模型,研究了13种主要设计荷载下桥梁的受力和变形特征。通过和设计规范比较,说明桥梁的力学指标满足规范要求,且钢-混凝土组合桁架桥有较好的受力性能。     

中山大桥钢管初始应力稳定计算分析

利用钢管砼的本构关系,分析钢管初始应力对钢管砼拱桥稳定承载力的影响程度.钢管初始应力的存在降低了钢管砼拱桥稳定承载能力,不同荷载加载方式,钢管初始应力对钢管砼拱桥的稳定承载力影响程度不同.这为今后深入研究大跨度钢管砼拱桥钢管初始应力问题提供了参考.     

中山大桥钢管初始应力稳定计算分析

利用钢管砼的本构关系,分析钢管初始应力对钢管砼拱桥稳定承载力的影响程度.钢管初始应力的存在降低了钢管砼拱桥稳定承载能力,不同荷载加载方式,钢管初始应力对钢管砼拱桥的稳定承载力影响程度不同.这为今后深入研究大跨度钢管砼拱桥钢管初始应力问题提供了参考.     

钢管混凝土拱桥的稳定分析

本文以滨海大道某钢管混凝土拱桥为背景,建立空间有限元模型,通过桥梁稳定系数的求解,对全桥稳定性进行分析;对钢管混凝土拱桥横撑的不同设置形式、刚度和拱肋刚度对稳定的影响进行对比分析,给出钢管混凝土拱桥横撑的设置要点。     

凌云大桥横梁吊装方案比选及稳定性评估

当涂凌云大桥跨径组合为29.4m+80.5m+93m+80.5m+29.4m,中间3跨为中承式钢管混凝土拱桥结构,两端25.55m为上承式钢筋混凝土拱桥(半拱),文章对横梁吊装顺序进行比选,并对所选方案进行静力计算和稳定性评估,验证了所选方案的可行性。     

小河特大桥拱肋安装扣塔偏位控制

在采用无支架缆索吊装技术进行钢管混凝土拱桥拱肋的吊装过程中,消除扣塔偏位对拱肋线形的影响．可以提高拱肋吊装精度,确保全桥线形。结合沪蓉西小河特大桥拱肋吊装过程,推导扣塔偏位对拱肋标高的影响公式,介绍偏位的控制方法,并在实际施工中取得良好效果。     

大跨度上承式钢桁架拱桥的地震损伤演化模拟

为评估大跨度钢拱桥在多维地震作用下的损伤状态，以一座铁路上承式钢桁架拱桥为研究对象，首先借助OpenSEES平台建立桥梁弹塑性纤维单元模型；接着选取“双参数”损伤指标和应变指标进行损伤评价；最后通过增量动力分析，从构件和全桥两个层面进行损伤评估，并对比两种指标对桥梁主要构件（钢管、钢管混凝土、钢筋混凝土）的适用性. 研究结果表明:基于变形和能量的双参数损伤指标比应变指标的评价结果会严重1～2个等级；相比于地震波纵向作用，大跨度钢桁架拱桥在横向地震作用时损伤更小，在峰值加速度（PGA）为1.5g时全桥仍处于轻微损伤状态；3种类型构件中，钢管构件损伤数量较多但是损伤程度轻，钢管混凝土构件（拱脚）损伤较早但是损伤程度轻，钢筋混凝土构件（交界墩）损伤最为严重，在抗震设计时，应对相应位置予以重视.      

下承式拱桥考虑吊杆失效的稳定性分析

江苏通扬运河大桥为下承式钢管混凝土拱桥,以它为研究对象,采用有限元程序,计算分析拱桥吊杆失效对桥梁空间稳定的影响。计算结果表明,该下承式钢管混凝土拱桥吊杆损伤对桥梁的低阶稳定安全系数影响较小。     

中承式钢管混凝土拱桥抗震性能分析

根据钢管混凝土统一理论,对国内某中承式钢管混凝土拱桥建立的模型进行了动力特性研究,并用时程分析法对其进行了地震响应分析。探讨了3种不同横撑设置方式对桥梁的影响,通过对计算结果分析发现横撑设置的变化能改变桥梁横向刚度,从而在一定程度上提高了桥梁抗震性能。得出的结论可以为同类拱桥的抗震设计和研究提供参考依据。     

基于温度影响的钢管混凝土脱空机理分析

在简要介绍钢管混凝土拱桥脱空现状的基础上,分析不同来源的温差对钢管混凝土交界面的纵向拉应力和径向拉应力的影响。结果表明:在拱肋纵向,水化热引起的温差和日光、大气温度变化引起的温差都会引起交界面中的钢管和混凝土发生相对滑移;在拱肋径向,日光、大气温度变化引起的温差会导致混凝土发生脱空。