大跨度斜拉桥索与桥面耦合振动分析

为探讨大跨度斜拉桥拉索与桥面耦合振动特性,建立了拉索与桥面耦合振动模型,并用数值仿真方法分别对桥面与拉索的频率比、拉索倾角、桥面与拉索质量比对拉索与桥面耦合振动的影响进行了分析.结果表明:拉索不仅在桥面与其频率比为1时会产生共振,而且在频率比为1/2和2时也会产生共振;随着拉索倾角和桥面与拉索质量比的增大,桥面与拉索的频率比为1时,拉索的共振振幅减小,而桥面与拉索的频率比为1/2和2时,共振振幅将明显增大.     

考虑松弛特性的斜拉索面内非线性振动分析

基于牛顿运动定律及Galerkin模态截断原理,考虑拉索的垂度、大位移引起的几何非线性及拉索初始静平衡特性,根据拉索振动过程中的索力变化状态,推导并统一了斜拉桥拉索振动过程中松弛和无松弛状态下的斜拉桥拉索承受梁端竖向激励下的单变量双控制耦合振动微分方程组．采用龙格-库塔分段逐步时程积分方法求解该方程组,得出了拉索振动过程中的松弛和非松弛状态交替变化的全过程,并从物理意义及几何意义上详细解释了拉索振动松弛特性的变化规律．最后,以拉索振动索力为状态变量,搜索求解了拉索振动松弛的最小激励振幅、最大初始索力以及频率匹配关系．分析研究表明：在同时满足拉索垂跨比较大且拉索振动幅值较大时,才会出现拉索振动松弛特性,考虑拉索松弛特性对拉索振动幅值影响不大,但是对振动过程中位移的分布有较大改变．     

小曲率半径斜拉桥拉索与索导管的侧向空间分析

为确保拉索在成桥后的减振装置安装施工便利,降低斜拉索与索导管之间的挤压风险,需要开展斜拉索与索导管的侧向空间分析。该分析基于空间索单元对斜拉桥的拉索进行精细化的数值模拟,迭代求解得到斜拉索在初始张拉力工况下的重力影响拉索线形,进而确定索梁交界位置索导管的空间角度。考虑小曲率半径斜拉桥的主梁预抛高及索塔竖向偏位和横向偏位对拉索和索导管侧向净距的影响,研究拉索与索导管的侧向挤压效应。     

斜拉桥碳纤维复合斜拉索有限元分析

复合斜拉索是在传统钢斜拉索的外层包裹碳纤维材料,让碳纤维和钢材优势互补,使斜拉索的工程性能得到提高.应用有限元软件ANSYS及MiDAS对复合材料斜拉索的静力性能和振动特性做了分析,计算得出:碳纤维复合拉索在几乎没有增加原钢丝索质量和截面面积的基础上,可有效地提高斜拉索的抗拉强度以及弹性模量;复合斜拉索的自振频率也有所提高,可以更好地避免斜拉索共振.     

赤石大桥下拉索施工抗风措施风致振动响应分析

以赤石特大桥为工程依托,针对赤石大桥施工抗风措施"下拉索+TMD"中的下拉索在大风条件下可能产生的大幅振动问题,采用ANSYS软件进行考虑全桥结构的下拉索风致抖振响应分析。计算结果表明:采取施工抗风措施且考虑下拉索脉动风效应后(斜拉索分段建模),最大双悬臂状态桥塔关键截面和主梁塔梁交界处截面应力均满足规范要求,即下拉索脉动风效应不会对桥塔、主梁结构抗风安全产生明显不利的影响;考虑下拉索脉动风效应(且拉索分段建模后),下拉索最大索力值为1.091E+06 N,比单索模型结果偏小约20%左右;下拉索中点顺桥向、横桥向风致抖振位移响应极大值分别为2.94 m和3.44 m。     

平行钢丝斜拉索和钢绞斜拉索

本文就平行钢丝斜拉索、钢绞线斜拉索在施工过程中的各自特点比较，综述了作者对两种拉索的体会。     

斜拉桥拉索更换设计方法

阐述了斜拉索腐蚀损伤的机理与影响因素,提出换索是去除桥梁病害并改善结构状态的重要手段。提出了斜拉索换索设计方法与要点,包括换索前状态评定、换索中结构分析及新斜拉索的设计。最后总结了斜拉索换索施工技术及注意事项,为斜拉索的更换设计与施工提供参考。     

考虑拉索局部振动的斜拉桥地震时程响应分析

为探讨拉索局部振动对斜拉桥抗震性能的影响,考虑垂度效应和初始静平衡状态,导出了某大跨度斜拉桥拉索一阶自振频率的解析解,并求得该桥斜拉索自振频率的多段拉索模型有限元解．通过输入2种幅值相等但频谱特性不同的地震动激励,分析了拉索局部振动对主梁振动的影响．结果表明：拉索自振频率的有限元解与解析解吻合较好,表明该有限元模型能正确反映斜拉索的振动特性．当主梁竖向低阶振动模态频率与地震卓越频率不一致时,拉索局部振动对主梁产生“附加阻尼”作用;反之,拉索与主梁耦合振动对主梁产生“振动放大”效应．     

斜拉桥的拉索分析

介绍斜拉索的工作性能、索力测试的四种方法;阐述运用频率测定法测定索力;介绍拉索的温度效应和斜拉桥拉索下料长度的计算方法     

斜拉索轴向激励作用下的面内参数振动

对斜拉索在轴向基础激励条件下的振动进行了理论分析,并建立了拉索面内运动模型。基于哈密顿变分原理,求得了拉索的非线性运动方程。利用 Galerkin法,将方程解耦。并运用多尺度法,进行求解分析。以涪丰石高速乌江特大桥拉索 FDB19为例,利用龙格-库塔法,进行了数值分析;并运用MATLAB编程计算,分析了激励频率与拉索频率比为1∶1时发生的主共振以及激励频率与拉索频率比为2∶1时发生的参数振动,得到了拉索在主共振和参数振动时的位移时程曲线;分析了影响因素频率比、激励振幅、拉索阻尼比及索力对斜拉索主共振和参数振动的影响。所得结论为斜拉索的振动控制提供了依据。     

带水线的斜拉索气动特性数值分析

拉索的风雨激振是振幅最大、危害最严重的一种风致振动。采用FLUENT软件分别对设置不同大小和形状的水线的拉索进行数值风洞试验,计算各种工况拉索的三分力系数,并与同条件下的光面拉索进行对比研究。计算表明:水线对拉索的三分力系数的影响很大,设置水线后三分力系数均明显变小,水线的存在可能导致拉索的不稳定;而水线高度对三分力系数的影响不明显。     

桥梁拉索防火隔热系统的试验研究及应用

拉索作为缆索类桥梁的关键受力构件,在无防护条件下,一旦发生火灾事故将给桥梁带来严重的安全隐患.研究桥梁拉索的火灾防护系统具有重要意义.依托埃及Rod EI Farag桥工程,对拉索防火隔热系统进行试验研究,试验结果满足拉索外部在1100℃环境下,持续90min(国际PTI规范要求30min)时间内,拉索钢绞线表面的温度...     

斜拉桥运营期的斜拉索检查方法的比较分析及建议

文章通过对斜拉索的检测类型和检测方法的比较分析,建议在斜拉索的检测管理中,增加日常巡视检查,投入力量开发性能可靠的缆索攀爬设备,每年检查1次斜拉索的外观与索力,适当关注基于磁滞伸缩的斜拉索锈蚀性和断丝无损探伤技术。     

大跨度钢桁梁斜拉桥拉索抖振疲劳损伤分析

以南广铁路郁江钢桁梁斜拉桥为例,基于有限元软件ANSYS,提出一种考虑拉索的几何非线性的抖振疲劳分析方法。该方法首先采用谐波合成法模拟大桥的脉动风场;然后计算大桥典型拉索的抖振时程响应;再根据钢丝的S-N曲线及Miner准则估算了斜拉索的疲劳损伤。研究表明:斜拉索的抖振疲劳损伤非常小,风速较风偏角对拉索的应力及疲劳损伤影响大。     

下拉索对多塔斜拉桥主梁的影响

应用常规两塔斜拉桥的计算方法,得出了下拉索体系多塔斜拉桥的简化静力计算公式;建立了有限元分析模型,以下拉索的位置设置为参数,分析了下拉索布置对主梁受力的影响.结果表明:设置下拉索局部地增加了主梁轴力,但弯矩却相应地减小,对主梁的承载影响较小.     

基于全寿命设计理论的斜拉桥拉索体系选择研究

全寿命设计理论是基于生命周期造价最低的理念,综合考虑规划、设计、施工以及耐久性设计、管养设计、拆除、回收再利用设计、风险评估及保险策略和全寿命周期成本分析等方面,使桥梁设计达到安全、经济、耐久及环保等。在分析斜拉桥拉索体系特点的基础上,重点比较了平行钢丝拉索和钢绞线拉索的各项技术指标以及两者在施工过程中的特点,结合全寿命设计理论,从全寿命造价最低及可持续发展的角度,得出钢绞线拉索体系较平行钢丝拉索体系优越的结论。建议在斜拉桥的施工中,多应用钢绞线拉索体系。     

同泽大桥拉索横梁成桥阶段静力分析

斜拉桥拉索横梁除承受多个方向的荷载作用以外,还需传递斜拉索拉力,其剪力传递路径非常复杂。以同泽大桥工程为背景,采用MIDAS/FEA有限元分析软件建立拉索横梁模型,对拉索横梁成桥阶段的受力特性进行分析,重点研究了拉索横梁横向受力特性,探究其拉应力产生的原因。     

腐蚀斜拉索承载力退化模型研究

文章以国内某大跨径斜拉桥为背景,根据并列模型理论,提出腐蚀斜拉索承载力的退化模型,并利用此退化模型,分别分析了腐蚀分布均值和变异系数对拉索承载力的影响,以及该桥拉索可靠度随腐蚀程度和服役年龄的变化。研究表明:随着拉索内钢丝数的增加,拉索强度均值减小并趋于固定值,同时拉索强度的变异系数渐近于0,拉索的强度趋于确定量;腐蚀均值是影响斜拉索承载力的主要参数,而腐蚀变异系数对斜拉索承载力的影响较小,建议在腐蚀斜拉索承载力分析中,重点考虑腐蚀均值的影响,腐蚀变异系数的影响可作为次要因素处理;最长拉索Z17与最短拉索Z1在设计使用年限内均能满足承载力可靠度要求,并将分别在服役37年与36年后不再满足承载力可靠度要求。     

彩虹桥系杆拱吊杆索力测试的应用

吊索是系杆拱的重要承重构件,设计和施工时通过调整吊索的索力,使主拱圈、梁处于最佳受力状态;在运营过程中,亦要不断监测索力的变化,及时进行调整,以达到设计要求。因此准确的测试吊杆的索力具有重要的实际意义。目前,国内外广泛采用简单、快捷而又可靠的振动法测估拉索的索力,即通过测得的拉索振动固有频率估算拉索的索力。由于拉索的固有频率不仅受索力的影响,而且还受到拉索的弯曲刚度、垂跨比以及两端支承条件和倾角的影响,因此,在实际计算拉索的索力时考虑上述因素的影响。     

斜拉索火致损害及换索模拟计算分析

以某斜拉桥拉索火灾事故为背景,通过选取钢绞线拉索过火损伤变量模型,建立该桥的有限元模型进行模拟计算,对拉索火灾前后和换索修复前后斜拉桥的工作性能进行了比较,可为换索施工提供理论依据。