自锚式悬索桥合理成桥状态静力特性试验研究

依托某双塔对称体系自锚式悬索桥,按几何缩尺比1∶50进行模型静力性能试验研究。模型设计上运用基于刚度相似原理的方程式分析法,获得了多相介质缩尺模型与结构原型的静力相似判据。采用模型试验与有限位移理论相互印证的手段,研究了自锚式悬索桥结构体系在合理成桥状态下的静力学特性。结果表明：除塔附近加强吊杆外,全桥吊索应力分布较为均匀;主缆应力分布特征与主缆线形具有较强相关性;加劲梁在弯矩与轴力组合作用下,上下缘应力分布较为均匀,线形符合设计要求;成桥状态各构件安全储备较大;模型验测试值与理论计算值吻合较好,同时印证了缩尺模型设计的合理性。     

自锚式悬索桥静动力分析及其试验研究

针对目前对自锚式悬索桥试验研究较少的现状,以江山北关自锚式悬索桥为例,进行初始平衡状态分析,利用有限元软件建立了自锚式悬索桥空间分析模型,考虑了主缆吊杆初始张拉力影响,分析该桥的静动力特性。然后,通过典型的实桥静动载试验研究来验证理论分析,结果表明理论计算值和实测值吻合较好,北关大桥的刚度和强度满足规范要求。     

自锚式悬索桥静动力分析及其试验研究

针对目前对自锚式悬索桥试验研究较少的现状,以江山北关自锚式悬索桥为例,进行初始平衡状态分析,利用有限元软件建立了自锚式悬索桥空间分析模型,考虑了主缆吊杆初始张拉力影响,分析该桥的静动力特性。然后,通过典型的实桥静动载试验研究来验证理论分析,结果表明理论计算值和实测值吻合较好,北关大桥的刚度和强度满足规范要求。     

自锚式悬索桥的静动力分析及其试验研究

以江山北关自锚式悬索桥为例,利用有限元软件建立了自锚式悬索桥空间分析模型,分别考虑了主缆吊杆初始张拉力及几何非线性对其静力特性的影响,并进行了分析计算。通过典型的实桥静动载试验研究来验证理论分析,结果表明,理论计算值和实测值吻合较好,北关大桥的刚度和强度满足规范要求。     

斜拉索辅助人行悬索桥总体设计

宁德市人行悬索桥计算跨径为311.5 m,采用斜拉索辅助桥面主缆受力结构体系。斜拉索主塔纵桥向间距191 m,横桥向采用外圆内方造型。桥面系通过纵向主缆与纵、横梁联合受力,纵、横梁固定在主缆上。人行道板采用防腐木板。桥梁施工顺序为锚碇及主塔基础及塔身、主缆、纵横梁、风缆、桥面防腐木及栏杆,然后斜拉索施工。考虑施工过程,采用桥梁专用有限元软件Midas/Civil 2019,构建了全桥计算分析模型。计算结果表明:桥梁结构整体刚度大,各构件受力合理,应力与活载下变形均满足相关规范规程要求。     

斜拉索辅助人行悬索桥总体设计

宁德市人行悬索桥计算跨径为311.5 m,采用斜拉索辅助桥面主缆受力结构体系。斜拉索主塔纵桥向间距191 m,横桥向采用外圆内方造型。桥面系通过纵向主缆与纵、横梁联合受力,纵、横梁固定在主缆上。人行道板采用防腐木板。桥梁施工顺序为锚碇及主塔基础及塔身、主缆、纵横梁、风缆、桥面防腐木及栏杆,然后斜拉索施工。考虑施工过程,采用桥梁专用有限元软件Midas/Civil 2019,构建了全桥计算分析模型。计算结果表明:桥梁结构整体刚度大,各构件受力合理,应力与活载下变形均满足相关规范规程要求。     

地锚式人行观光玻璃悬索桥的安全性评估研究

以一座地处峡谷的地锚式人行观光玻璃悬索桥为工程背景,依据原始设计资料及现场检测结果,从静力性能和抗风性能两方面对该悬索桥的安全性进行评估。建立空间有限元分析模型评估了主缆、吊杆、锚杆、桥面玻璃等的静力安全性能;通过风洞试验、CFD有限元模拟等方法评估了结构的颤振及静风稳定性。理论分析及模型试验结果表明:该桥主缆的安全系数偏小,且颤振与静风稳定性均不满足规范要求。基于评估结果,给出了针对该悬索桥的加固改造建议。该研究可为人行悬索桥的安全性评估与加固改造提供科学依据及参考。     

悬索桥用于铁路桥梁的可行性分析

为探讨悬索桥是否适用于我国的铁路桥梁,从结构受力、抗风与抗震、结构刚度、梁端转角、车桥耦合振动分析、轨道几何形位评价几方面验证了其可行性。针对我国铁路桥梁的特征提出采用悬索桥的相关建议:(1)主缆直径不超过1.3m,可采取的措施包括主缆取合适的强度安全系数并配合使用防腐除湿系统、采用超高强度钢丝、采用多根主缆;(2)桥塔及锚碇与公路悬索桥受力机理相同,按规范设计;(3)加劲梁疲劳应力幅较大,应处理好疲劳设计;(4)抗风与抗震计算应满足规范要求,必要时需通过风洞试验验证以及设置阻尼器使地震与快速荷载作用下伸缩装置参数在正常范围内;(5)结构刚度可参考建议标准,梁端转角应满足规范要求;(6)车桥耦合振动分析、轨道几何形位评价应满足列车运行的轨道平顺性要求。     

大跨CFRP缆索悬索桥成桥静力特性分析

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质高强、耐腐蚀的特点,比钢更适合用作未来更大跨径悬索桥的缆索体系,以达到经济合理的目的.为了研究CFRP缆索悬索桥的静力性能,初步设计了2座跨径同为2000 m的悬索桥,分别采用传统钢缆索和CFRP缆索,对其在8种典型工况下的静力行为进行非线性有限元分析.分析结果表明:改用CFRP缆索后,大跨悬索桥的主缆拉力降低20％～30％,锚碇所需提供的反力可以减小;全桥温度效应可忽略不计;但由于缆索自重大幅下降,全桥重力刚度下降,加劲梁和索塔在汽车、人群和风荷载作用下的变形量及内力有所增大.     

斜吊杆下承式系杆拱人行天桥振动设计

某斜吊杆下承式系杆拱人行天桥,结构较为新颖,但其整体刚度较小,自振频率低,不能满足现行规范舒适度设计要求。为此根据该天桥的特点确定合理的单人及高密度人群荷载模式,对天桥在人行荷载下的振动反应进行研究分析,并通过优化TMD系统设计参数确定了TMD减振方案。其结果表明,该天桥在不增加结构截面尺寸的前提下,通过设置TMD系统减振,其最大加速度响应减小了26%,能够满足国外相关规范舒适度设计要求。人行天桥振动响应计算过程可为同类型人行天桥振动设计提供参考。     

自锚式悬索桥初始平衡状态分析

以辽宁省朝阳市黄河路73+180+73 m双塔双索面自锚式悬索桥工程为研究背景,运用有限元计算软件Midas/Civil对自锚式悬索桥在加劲梁自重作用下的初始平衡状态进行分析研究,并通过实桥分析表明自锚式悬索桥初始平衡状态的确定方法及计算过程。同时,改变了以往对主缆垂度非线性模拟主要采用等效弹性模量的计算方法,该文应用Lu/L比值反映主缆垂度的计算方法。     

三塔悬索桥汽车活载作用下静力特性的简化计算方法

基于三塔悬索桥的传力特点,提出了三塔悬索桥受力的简化分析模型。依据主缆的无应力长度相等、刚度分配原理及左右主缆的变形协调等原理,对结构体系的刚度进行了分析,提出了三塔悬索桥汽车活载作用下的简化计算方法。通过与数值计算结果的对比,证明此方法满足概念设计阶段的精度要求。     

柔性悬索桥主缆空缆线形分析及索夹安装位置确定

从成桥和空缆两种状态对柔性人行悬索桥主缆线形进行分析,采用解析方法计算主缆无应力长度,根据吊杆间缆索无应力长度确定索夹位置,并以空缆和成桥状态下索夹坐标进行验证。实际桥梁空缆和成桥状态测量结果显示索夹位置满足设计要求。     

人行悬索桥抗风性能改善措施研究

为解决人行悬索桥桥窄、刚度较小,抗风稳定性往往难以满足抗风规范要求的问题,以国内某人行悬索桥为研究对象,针对其静、动力抗风稳定性均不满足要求的现象,参考日本九重夢人行悬索桥抗风性能改善措施,通过数值计算和风洞试验研究了不同措施提高人行悬索桥抗风性能的效果,总结了人行悬索桥各种可行的抗风性能改善措施,提高了国内某人行悬索桥的抗风性能。研究结果表明:选用45°抗风缆、一联中央扣、降低矢跨比、加密桥面栏杆、设置中央稳定板等几种抗风措施可以提高人行悬索桥的抗风性能。     

景区人行悬索桥受力特征研究

为研究景区人行悬索桥受力特征,探讨结构最不利工况,完善相关桥梁设计方法,以张家界某人行悬索桥为背景,通过有限元软件建立全桥模型分析了人群均布、15人跑步、15人跳跃、15人偏心跑步、15人偏心跳跃、15人跑步共振和15人跳跃共振7种荷载工况下结构的受力性能,并通过与相同跨径和结构参数的双链悬索桥进行对比,给出景区人行悬索桥设计相关的建议。结果表明:人行荷载对人行悬索桥结构的影响较大,可能成为结构最不利工况,应在设计中予以重视;偏心人行荷载较普通人行荷载更为不利,建议由管理入手,避免此类工况的发生;人行荷载与结构发生共振时,加劲梁的应力及变形大幅增加,易导致悬索桥的倒塌;双链结构能够提高悬索桥的竖向刚度,减小人行桥在静载下的应力及变形,并在一定程度上改善结构在动力荷载作用下的受力性能。     

双缆多塔悬索桥主缆垂跨比的合理取值

为了明确双缆多塔悬索桥主缆垂跨比的合理取值,为结构设计提供依据,以主缆与中塔鞍座的抗滑安全系数和加劲梁挠度为控制指标,拟定满足主缆抗滑及结构变形要求的三塔两跨悬索桥设计参数,建立双缆及传统多塔悬索桥有限元模型,分析双缆体系主缆垂跨比对结构变形、主缆抗滑稳定性及主缆用钢量的影响。结果表明:双缆体系的结构刚度主要取决于主缆垂跨比而非中塔刚度,结构变形随着上缆垂度的减小和下缆垂度的增大而减小;主缆抗滑安全系数随着桥塔刚度的增大而减小,随着下缆垂度的增大而减小;上缆垂度对抗滑安全系数的影响与桥塔刚度有关,桥塔刚度较小时,主缆抗滑安全系数随着上缆垂跨比的增大而增大,桥塔刚度较大并且下缆垂跨比较小时,随着上缆垂跨比的增大,主缆抗滑安全系数先增大后减小;与传统悬索桥体系相比,双缆多塔悬索桥加劲梁变形和主缆抗滑稳定性受桥塔刚度的影响较小,桥塔刚度的可行性范围远大于传统多跨悬索桥。双缆体系悬索桥主缆用钢量与传统体系用钢量基本一致,主缆用钢量随着上、下缆垂度的增大而减小;下缆垂跨比适宜取值为1/8～1/6,上缆垂跨比适宜取值为1/14～1/11,当桥塔刚度较小时,应增大上下缆垂度差值。     

系杆拱桥拱脚等效静力刚度及其对全桥力学性能的影响研究

目前在系杆拱桥全桥有限元模型中,拱脚多采用与拱肋相一致的刚度,使得荷载响应与实际结构有显著差异。为得到更真实的系杆拱桥荷载响应,通过建立具有可比性的拱脚局部精细化实体模型和变刚度的局部杆系模型,定义基于位移响应差值的等效静力刚度指标,提出了适用于系杆拱桥拱脚的等效静力刚度理论。作为一个应用实例,将上述理论应用于罗蕴河拱桥的全桥力学性能分析中,结果表明在不考虑该理论的情况下,拱肋挠度验算过于保守,而吊杆的疲劳验算则偏不安全。提出的拱脚等效静力刚度理论将为系杆拱桥吊杆疲劳性能研究提供一定的理论基础。     

节线法在不等高三塔大跨悬索桥主缆线形分析中的应用

结合某不等高三塔大跨悬索桥,以节线法理论为基础,通过常用的Excel软件反复迭代计算其主缆的初始平衡位置以及主缆拉力,为验证该算法的可行性及工程精度,以此为基础建立Midas全桥结构有限元模型,并利用Midas悬链线索单元进行更精确的分析,得到悬索桥初始平衡位置以及主缆拉力。通过对比两种计算方法的结果可以发现,节线法这一近似计算方法能够满足工程需要,且使用方便.无需复杂的编程计算,具有一定的实用意义,可为同类型桥梁主缆线形分析提供参考。     

广州从化大桥136 m拱梁组合结构设计与分析

采用Midas/Civil有限元软件,对广州从化大桥136 m下承式空间拱梁组合体系进行空间静力、动力分析和稳定性分析.计算结果证明:对于单跨的空间拱梁组合体系,外部为简支的静定结构体系改善了支座不均匀沉降的问题;拱梁组合结构体系合理,各构件受力满足规范的要求;由主拱、副拱以及横撑、斜撑组成的空间异形拱结构具有良好的稳定性;对于简支梁与三角拱组合体系,由于梁的刚度较小,需要较大刚度的拱肋作为受力构件承受桥梁的荷载;吊杆张拉力对主梁及拱肋的受力影响较大;在满足主梁受力要求的前提下,应尽量减小吊杆张拉力,从而有利于拱肋结构的受力和稳定性.     

大连北大桥桥面下挠病害维修方案研究

大连北大桥为主跨133m的三跨简支钢桁架重力式地锚悬索桥,1987年建成通车,2015年检测发现该桥桥面出现严重的下挠,并伴随有主索鞍、散索鞍偏位等病害。基于病害及其产生原因,提出结构减载、主缆张拉及吊索更换的方案。为研究该方案的合理性并进一步进行方案优化,采用有限元软件建立全桥模型,计算分析结构减载方式、主缆张拉量对桥面线形、结构内力、主缆重力刚度的作用效应。结果表明:优化后的方案为全桥减载5kN/m、主缆张拉100mm,结合吊索更换使桥面达到理想线形;优化后的维修方案可以有效地消除桥面的下挠病害,改善结构受力状况,提高全桥的承载力。