悬索桥动力特性及锚固形式对比分析

基于有限元软件Midas,建立了自锚式悬索桥动力特性分析三维数值模型,采用子空间迭代法对模型进行非线性行为动力特性计算分析,并与相应跨径的地锚式悬索桥进行对比。计算结果表明,边界自由度约束数目、约束方式等边界条件会对自锚式悬索桥自振频率产生明显影响。     

双塔简支梁悬索桥动力特性影响因素分析

以某双塔简支钢桁加劲梁悬索桥为研究背景,运用Midas/Civil有限元软件建立桥梁空间模型,分别对不同中央扣、主桁架弦杆灌注砼、温度、桥塔刚度条件下的悬索桥进行自振特性分析,得出以下结论:(1)中央扣能有效增强桥梁结构的自振频率和整体刚度;(2)主桁架弦杆内灌砼能小幅增强桥梁结构中竖弯和横弯的基频,而主桁架弦杆无灌砼能增大扭弯频比,提升桥梁的抗风性能;(3)悬索桥的自振频率与整体刚度随着温度升高逐渐减小;(4)桥塔刚度仅对纵飘振型的影响较明显,纵飘频率随着桥塔刚度的增大逐渐变大。     

三塔悬索桥静动力特性与中塔选型

为探讨三塔悬索桥与两塔悬索桥静动力特性差异与中塔选型,以泰州长江大桥为原型,基于有限位移理论建立相应的两塔、三塔（混凝土中塔与钢中塔）悬索桥的空间有限元模型,分析了各种结构参数下的静力和地震效应。研究结果表明：与两塔悬索桥相比,由于中塔顶缺乏边缆的有效纵向约束,三塔悬索桥整体刚度较小,变形较大,自振频率低;汽车作用下主...     

柔索索力主频阶次误差及支承条件误差

为研究柔索索力测试中拉索自振频率阶次和支承条件对索力测试误差的影响规律,利用动平衡法推导了考虑弯曲刚度的柔索自振方程和自振频率公式,采用瑞利能量法分析了弹性支承条件和附加质量对拉索自振频率的影响.研究发现频率阶次对索力计算公式的影响符合二次抛物线分布特征,附加质量使拉索的自振频率减小,传感器等测试用的质量块的影响可以忽略不计,弹性支承引起的误差与弹性链杆刚度成线性关系,而且与主频的阶次有关.分析和试验结论对大跨度柔索承重结构如斜拉桥和悬索桥的索力测试具有指导意义.     

独塔自锚式悬索桥动力特性分析

对计算悬索桥特性的3种方法进行了比较,并以一独塔自锚式悬索桥为例,采用ANSYS有限元软件,建立空间力学模型,计算此桥的自振频率和振形,并分析跨度比改变对独塔自锚式悬索桥动力特性的影响.研究结果对同类桥型的动力研究具有参考意义.     

双塔简支梁悬索桥施工阶段动力特性分析

为探讨双塔简支梁悬索桥施工阶段的动力特性,运用Midas/Civil有限元软件中的子空间迭代法建立桥梁仿真空间模型,针对不同施工阶段的悬索桥进行自振特性分析,得出以下结果:(1)主梁的抗扭强度随着正反对称扭转频率的增加逐渐增大;主梁完成吊装后频率剧增是由于结构的整体刚度增大,致使竖弯和侧弯的频率增大;(2)扭弯频比越大桥梁结构的抗风性能越优;(3)考虑到桥梁的结构受力和自振特性,该桥建议采用刚铰结合法进行主梁吊装。     

悬索桥索股架设全过程的非线性精确分析

为精确分析悬索桥主缆的成缆过程,基于悬索桥多跨悬链线空缆线形计算原理,分析了主缆索股架设过程中塔的受力与索股线形的变化规律.将索塔对主索鞍的作用等效成非线性弹簧,其刚度计入索塔的梁柱效应,导出了索塔的非线性抗推刚度和塔底截面弯矩的计算公式;根据悬索桥主缆索股架设方法,以空缆状态为基础,计算并分析了一座主跨1280 m的悬索桥索股架设过程中主索鞍处主缆的不平衡力、塔顶水平位移和塔底截面弯矩随索股架设的变化规律.研究表明,索股架设过程中,梁柱效应较小.     

双塔自锚式钢箱梁悬索桥自振特性研究

以韩土公路二号桥梁为工程背景,对双塔自锚式钢箱梁悬索桥的自振特性进行计算分析研究,利用ANSYS有限元分析软件建立全桥三维模型,计算出前20阶自振频率及振型。计算结果表明,主缆直接锚固在正交异性钢箱梁桥面上,与地锚式悬索桥及传统桥面相比,其自振特性存在很大差异。该桥型具有频谱密布、整体刚度较低、固有周期较长、在振动过程中具有振动一体化的特性。     

自锚式独塔悬索桥竖向弯曲振动基频估算公式

为方便计算自锚式独塔悬索桥的竖向自振频率,以塔梁支承体系的独塔自锚式悬索桥为研究对象,采用能量法,推导了该体系的竖向弯曲振动频率公式,最后对此公式可行性进行了算例验证。研究结果表明:文中所推导解析解的竖弯基频计算值与文献解之间的误差能满足初步设计阶段要求;该公式可用于该体系在初步概念设计中选择合理的结构计算参数。     

铁路悬索桥自振特性及结构参数的研究

大跨度桥梁的自振特性分析是桥梁抗震、抗风设计以及进行车桥动力相互作用分析的基础，结构的自振频率是大跨度桥梁动力特性的关键参数。本文以武汉天兴洲长江大桥大跨度悬索桥方案为工程背景，对其进行自振特性的计算，并就几项结构参数对自振特性的影响进行了分析，得出了一些合理的、有意义的结果。     

系杆拱桥吊索索力施工监控测量方法的研究

以某系杆拱桥为依托工程,针对吊索索力的诸多影响因素,提出用千斤顶张拉油压表读数测量法与索自振频率振动测量法相结合的方法对系杆拱桥吊索索力进行监控测量,即首先用千斤顶张拉油压表读数测量法对吊索索力进行监控测量,然后用测量的索力对索自振频率振动测量法中的索力系数进行标定,最后再用标定后的索力系数及索自振频率振动测量法对系杆拱桥吊索索力进行监控测量,结果表明,该方法不仅同时拥有千斤顶张拉油压表读数测量法与索自振频率振动测量法的优点,而且测量精度较高,完全可以满足索力监控测量中较高精度的要求与实际工程的需要,可广泛应用于系杆拱桥吊索索力的监控测量。     

波形钢腹板连续梁桥型方案技术研究

以某特大桥主桥为例,对三种桥型方案:波形钢腹板连续梁、独塔空间双索面斜拉桥及三塔连续双索面自锚式悬索桥各自特点分别进行分析,得出本桥采用波形钢腹板连续梁桥型方案最优,为今后类似桥梁设计提供参考.     

宁杭调整公路学八路混凝土自锚式悬素桥主缆线形监控综述

宁杭高速公路学八路悬索桥为双塔双索面塔梁固结混凝土自锚式悬索桥,其结构新颖,造型美观。以学八路悬索桥为例,介绍自锚式悬索桥的重要监控方法之一的主缆线形监控的程序和要点,可为同类桥梁的施工和监控提供借鉴和参考。     

大跨悬索桥主缆线形解析迭代法研究

基于悬索桥在恒载作用下的受力特点,建立了主缆线形控制计算的解析迭代方法,以此确定主缆无应力长度、成桥线形、空缆线形。算例结果表明该解析法具有适合程序计算、收敛速度快、计算精度高的特点,可用于悬索桥设计与施工控制计算。     

外激励作用下斜拉桥索-梁相关振动特性

为了研究大跨度斜拉桥在外激励作用下发生的索-梁相关振动,基于非线性振动理论建立了拉索发生大幅度非线性振动的理论方程,开发了有限元索动力单元;建立了某大跨度斜拉桥全桥有限元模型,在此基础上,使用索动力单元模拟斜拉索;最后,以一座具有代表性的大跨度公路斜拉桥为例,研究了在不同工况的外激励作用下斜拉桥发生索-梁相关振动的特性.研究结果表明:在斜拉桥全桥尺度下研究索-梁相关振动更为合理;斜拉桥的索-梁相关振动是一个能量传递过程;在外激励作用下,拉索 1:1 主共振更容易发生,2:1 参数共振相对不容易发生;靠近桥塔位置的较短拉索不容易发生较大幅度的振动.      

双链式悬索桥车桥耦合振动研究

采用单个移动质量-弹簧-阻尼模型模拟车辆,应用达朗贝尔原理和位移协调条件,推导出车桥耦合振动的运动方程.考虑几何非线性及桥面不平度因素,就车辆沿桥纵轴向中心行驶和偏心行驶2种工况,探讨单个移动车辆荷载对双链悬索桥振动响应的影响.针对桥面设计理论竖曲线、水平竖曲线、运营20多年后实测竖曲线,综合考虑桥面不平度,探讨在单个移动车辆荷载下双链悬索桥的车振响应特征.这对该类桥动力性能评估及动力加固设计都有积极的意义.     

斜交混凝土自锚式悬索桥的施工控制

对比某斜交混凝土自锚式悬索桥平面模型与空间梁格模型,认为其在施工阶段受力特点与正交桥基本一致,可采用平面模型进行施工阶段的控制计算.通过施工控制前的参数修正及缆索张拉控制,辅以频率法测试吊杆频率等方法,进行了施工控制,取得了较高的施工精度,满足设计成桥要求.     

双缆悬索桥的静力特性及其关键影响因素

双缆悬索桥体系是一种适用于大跨度多塔悬索桥的结构体系，为了对该类悬索桥体系的受力特性开展深入研究，基于有限元方法对其静力特性以及关键设计参数的影响效应进行对比分析. 首先以一座典型的单缆多塔悬索桥为参照，选定双缆多塔悬索桥的关键设计参数，建立两类多塔悬索桥的有限元模型；其次基于所建立的有限元模型，对比分析两类多塔悬索桥体系的竖向刚度差异；最后研究双缆悬索桥体系，边主跨比、中塔刚度、恒载分配比和矢跨比等关键设计参数对于中塔塔顶主缆总的不平衡力、中塔塔顶最大纵向位移以及主梁跨中最大挠度的影响效应. 研究结果表明:相比单缆多塔悬索桥，双缆多塔悬索桥能够有效提高结构的竖向刚度，同时大幅减小中塔塔顶主缆总的不平衡力；减小边主跨比对双缆结构体系竖向刚度和塔顶主缆总的不平衡力的影响较小；增大中塔刚度可以显著提高双缆结构体系的竖向刚度，但是中塔塔顶主缆总的不平衡力有较大幅度的增加；恒载分配比例取为1.0～2.0时，双缆结构体系的中塔塔顶位移及主梁跨中挠度较小；减小顶缆矢高或者增大底缆矢高均可以显著提高双缆结构体系的竖向刚度，有效减小主梁跨中挠度和中塔塔顶位移.      

面向健康诊断的悬索桥试验模型设计

介绍了以健康监测与诊断研究为目的的悬索桥结构模型试验设计。根据悬索桥的结构特点,建立了考虑横向联结系的三维有限元模型;然后采用ANSYS有限元分析程序对模型的动力特性进行了预分析,获得了模型的自振频率和振型,进一步验证模型试验的可行性,为进行更深层次的试验研究奠定了基础。