多塔矮塔斜拉桥结构体系的适用性研究

为研究多塔矮塔斜拉桥结构体系的适用性,以常德沅水四桥为工程背景,分别建立半漂浮、塔梁固结和刚构体系空间有限元模型,对结构在静动力工况下的作用效应进行分析比较。计算结果表明:刚构体系结构刚度大,静力及地震作用下荷载效应分布比较均匀,但在整体升温时桥墩和桥塔将出现很大的内力。半漂浮体系和塔梁固结体系在荷载作用下变形大,温度内力相对较小,制动力和地震作用下各墩响应差别明显。沅水四桥采用刚构和塔梁固结组合的结构体系,解决了温度作用下边墩受力过大的问题;固结墩分成紧靠的双肢可减小桥墩的抗推刚度,不增加基础工程量,又达到良好的美学效果,可为今后同类型桥梁设计提供参考。     

桥塔遮风效应对风-车-桥耦合振动的影响

为考察横向风作用下桥塔附近风场突变对行车安全性和舒适性的影响,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对大跨度悬索桥桥塔区域桥面风场进行了仿真分析.通过组合节段模型风洞试验,测试了车辆沿不同位置的轨道运行时车辆、桥梁的气动力系数.基于不同位置轨道处的风场分布和测试的气动力系数,采用自主研发的桥梁结构分析软件BANSYS,对车辆沿不同位置轨道通过桥塔区域时的动力响应进行了对比分析.研究结果表明,桥塔附近桥面风场变化剧烈,存在局部加速效应;桥塔处风场突变效应对车辆横向响应的影响明显.     

观光塔楼式桥塔的人行景观三塔斜拉桥设计

依据湖景公园超大跨径人行景观斜拉桥的设计要求,提出观光塔楼式桥塔的人行景观三塔斜拉桥结构体系,以观光塔楼式桥塔结构和鸭蛋拱形桥塔结构代替传统斜拉桥的门式桥塔结构,通过建立MIDAS有限元分析模型,开展动力模态分析研究,分析表明观光塔楼结构和斜拉桥桥塔结构可合二为一,两者具有良好的结构匹配性。     

某低重心独塔斜拉桥抗震性能研究

某黄河独塔斜拉桥初步设计方案有半漂浮结构体系和固定铰支承结构体系。对其两种不同结构体系进行了抗震性能分析,通过对两种不同结构体系地震荷载作用下主塔控制截面内力响应对比可知,该桥为典型低重心独塔斜拉桥,该桥固定铰支承结构体系主塔控制截面的弯矩响应明显低于半漂浮结构体系主塔相应截面的弯矩响应。为进一步提高该桥的抗震性能,分别对不同塔梁之间纵向特殊连接装置对抗震性能的影响进行了优化对比分析,得到了一些有意义的结论。     

斜拉桥钢桥塔极限承载力分析

斜拉桥钢桥塔相对于混凝土桥塔而言一个值得注意的问题是,钢桥塔还关注局部稳定对结构整体稳定性的影响.当无法了解结构在复杂的初始缺陷、温度荷载等非线性因素作用和整体-局部相关稳定作用下的临界荷载时,只能靠放大安全系数来保证结构的安全,这样进行钢桥塔的设计以及建造,存在较大的盲目性,势必造成大量的隐患和浪费.以某斜拉桥为例,通过空间杆系模型和板壳元模型的对比分析,考虑不同的失稳判定准则和整体、局部缺陷及非线性温度影响,对钢桥塔的极限承载力进行研究,为大跨度斜拉桥钢桥塔的极限承载力分析及设计提供一定的理论依据.     

斜拉桥船撞荷载下静动力响应对比分析

采用船撞动力时程最大值、峰值范围内的局部平均值及全局平均值,作为船撞等效静力荷载对斜拉桥进行船撞静力分析,将结构静力响应与船撞动力响应进行对比分析.结果表明:斜拉桥结构位移响应、内力响应差别较大.建议针对存在船撞问题的斜拉桥,在设计时船撞分析尽量采用动力分析方法,以便得到更为真实的结构内力和位移响应.     

基于索面布置的扇形索面斜拉桥桥塔稳定性分析

以单承重体系扇形索面刚性拉杆斜拉桥为研究对象,根据结构受力特点,基于能量原理推导出带有刚性拉杆斜拉桥考虑拉杆扭转变形时桥塔侧向弹性稳定系数的解析计算公式;通过某扇形索面刚性拉杆铁路斜拉桥的算例,讨论桥塔拉杆锚固点采用等差间距布置的斜拉杆桥塔锚固点间距与桥塔侧向弹性稳定性的关系,分析斜拉杆的布置对桥塔稳定的影响,结论表明:计入刚性拉杆扭转变形后,桥塔侧向弹性稳定系数有所提高。计入拉杆"非保向力"作用后,桥塔稳定性系数较大,能够充分发挥拉杆的扭转和拉杆拉力的虚拟弹簧效应。给出了拉杆锚固点布置建议取值:桥塔拉杆锚固点间距等差d选取范围为[0 m,0.4 m],顶端第一根拉杆与第二个拉杆的间距d1的选取范围为[0.5 m,1.1 m]。     

斜拉桥船撞荷载下静动力响应对比分析

采用船撞动力时程最大值、峰值范围内的局部平均值及全局平均值,作为船撞等效静力荷载对斜拉桥进行船撞静力分析,将结构静力响应与船撞动力响应进行对比分析。结果表明:斜拉桥结构位移响应、内力响应差别较大。建议针对存在船撞问题的斜拉桥,在设计时船撞分析尽量采用动力分析方法,以便得到更为真实的结构内力和位移响应。     

典型低重心斜拉桥地震损伤特征试验研究

以某低重心斜拉桥为背景,制作缩尺模型进行振动台试验,研究了全漂浮体系和塔梁固定铰接体系低重心斜拉桥在地震中的损伤特征。研究表明:①全漂浮体系低重心斜拉桥以桥塔弯曲破坏为主,塔身裂缝沿水平向开展,裂缝呈自下而上发展趋势;②塔梁固定铰接体系低重心斜拉桥以下塔柱及下横梁弯剪破坏为主,下塔柱裂缝沿斜向开展,裂缝集中在下塔柱及支座下横梁处。研究内容可为同类低重心斜拉桥的抗震设计提供参考。     

斜拉桥桥塔纵桥向振动台试验研究

为了解强震作用下我国斜拉桥桥塔的抗震性能以及震害现象,通过调研确定典型斜拉桥原型,对其H型混凝土桥塔进行纵桥向振动台试验研究.基于斜拉桥的动力特点及振型分析方法进行桥塔模型的简化设计、制作和安装,输入不同类型及不同强度的地震波,对桥塔模型进行了振动台试验.结果表明:相比一般的Elcentro波和Chichi地震波,相同加速度峰值地震输入下,场地人工波激起桥塔的地震反应最剧烈,且随着地震动输入的不断加强,桥塔下塔柱、中塔柱靠近下横梁部位先后不同程度地出现了裂缝开展延伸现象,其中塔底向上30 cm区域内损伤较明显,存在多条贯通裂缝,塔底截面最外侧钢筋屈服,模型整体刚度有明显下降趋势,但桥塔抗震性能依然表现良好.     

独塔斜拉与连续刚构组合桥梁动力特性及参数影响分析

为分析国内首座独塔斜拉连续刚构组合结构体系铁路桥梁的动力特性,以Midas/Civil 2006为平台,介绍其空间有限元模型的建模策略;采用子空间迭代法对这种独特的组合体系进行动力特性分析,给出了前10阶频率和相应的振型;同时,分别计算了恒载集度和弹性模量2种主要结构参数变化对动力特性的影响,并对其规律作出了讨论分析。计算结果表明:斜拉刚构组合结构振动特性兼有斜拉桥和刚构桥的特点,受恒载集度和弹性模量等结构参数变化影响较大。     

独塔斜拉与连续刚构组合桥梁动力特性及参数影响分析

为分析国内首座独塔斜拉连续刚构组合结构体系铁路桥梁的动力特性,以Midas/Civil 2006为平台,介绍其空间有限元模型的建模策略;采用子空间迭代法对这种独特的组合体系进行动力特性分析,给出了前10阶频率和相应的振型;同时,分别计算了恒载集度和弹性模量2种主要结构参数变化对动力特性的影响,并对其规律作出了讨论分析。计算结果表明:斜拉刚构组合结构振动特性兼有斜拉桥和刚构桥的特点,受恒载集度和弹性模量等结构参数变化影响较大。     

论加劲索对四塔斜拉桥结构整体刚度的影响

四塔斜拉桥由于中间塔顶没有端锚索来限制它的水平变位,使得柔性结构斜拉桥的柔性进一步增大,随之而来的是变形过大,整体刚度不能满足容许变形的要求。结合某黄河公路斜拉桥进行研究,借助已有的改善多塔斜拉桥整体刚度的方法,通过SAP计算分析比较了水平加劲索方案、倾斜加劲索方案及跨中交叉重叠索方案在活载作用下的静力行为差异,得出最有效的方案是水平加劲索方案,考虑其美观时可选择跨中交叉重叠索方案。     

独塔单索面斜拉桥动力特性分析

固有频率和振型是反映桥梁动力特性的主要模态参数,是评价桥梁动力性能的重要依据.应用ANSYS程序,建立了施州大桥独塔单索面斜拉桥的三维空间有限元模型,开展了动力特性分析.结果表明,扭转振型出现较早,主跨与延伸跨连续,使大桥一阶振型呈主跨侧向弯曲的特点.为同类型桥梁的动力特性分析提供参考.     

矮塔斜拉桥结构特征参数研究

以一座已建成的矮塔斜拉桥——山西太原汾河大桥为研究对象,利用Midas建立有限元分析计算模型,通过调整不同的结构参数,对矮塔斜拉桥的结构内力及变形的影响因素进行了分析,进而得出了该类桥型在不同支承条件、塔高及边主跨比的条件下,矮塔斜拉桥的索力、主梁内力及变形的变化情况。     

独塔单索面斜拉桥动力特性分析

固有频率和振型是反映桥梁动力特性的主要模态参数,是评价桥梁动力性能的重要依据.应用ANSYS程序,建立了施州大桥独塔单索面斜拉桥的三维空间有限元模型,开展了动力特性分析.结果表明,扭转振型出现较早,主跨与延伸跨连续,使大桥一阶振型呈主跨侧向弯曲的特点.为同类型桥梁的动力特性分析提供参考.     

两座在建三塔悬索桥塔形适应性分析

介绍了国内在建的2座主跨超千米的3塔悬索桥中塔塔型的区别,对3塔悬索桥中塔的结构行为特性进行说明,并结合各桥的建设条件对2桥中塔塔型的适应性进行了分析,分析结果认为,泰州大桥和马鞍山大桥根据各自的建设条件和通航要求,分别采用了适合自身特点的中塔塔型。对于千米级3塔悬索桥,可采用纵向人字型钢中塔和独柱型钢-混组合塔,但前...     

斜拉-悬索协作体系桥的温度效应分析

对自锚式和地锚式2种斜拉-悬索协作体系桥进行了成桥后的温度效应分析,分别考虑了体系温差、索梁塔温差、索塔日照、索梁日照4方面的影响,并对比了2种体系的结果.结果显示温度效应对2种体系内力和位移的影响都比较大,不同种类的温度效应对2种体系的影响程度也不相同,并对其原因进行了分析.     

混凝土收缩徐变对铁路高墩大跨连续刚构桥的影响研究

以某一铁路高墩大跨连续刚构桥为例,利用空间有限元计算软件MIDAS/Civil建立了该桥仿真模型,对该桥考虑收缩徐变和不考虑收缩徐变的内力、挠度等进行了对比研究,得出了收缩徐变对铁路高墩大跨连续刚构桥的影响规律,该规律可为该类型桥梁的施工控制和结构分析提供借鉴。     

无背索斜拉桥异形桥塔刚度模拟

对于塔梁固接体系的斜拉桥,塔梁之间的刚度比将直接影响塔梁的荷载分配比例,而对于桥塔倾斜的无背索斜拉桥,塔梁刚度比的确定将更为困难和重要.通过总结长春市伊通河斜拉桥施工仿真计算采取的方法,提出一些通过调整杆系模型抗弯刚度来模拟真实桥塔刚度的看法,希望可以为类似工程提供借鉴.