抗风缆对人行悬索桥动力特性和静风稳定性的影响

悬索桥可通过设置抗风缆来提高其结构的抗风稳定性。为了解抗风缆不同布置形式和水平张力对人行悬索桥自振频率和扭转发散临界风速的影响,以某新建人行悬索桥为例,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型,分别计算抗风缆与水平面夹角为0°、45°、90°3种布置形式和水平张力为2.77,3.27,3.77,4.27 MN 4种工况下该桥的关键振型频率和静风扭转发散临界风速,分析其动力特性和静风稳定性。结果表明:设置抗风缆可以提高人行悬索桥各关键振型的频率;抗风缆的3种布置形式对加劲梁的侧弯、竖弯频率提高幅度较大,而对扭转频率的提高幅度相对较小;随着抗风缆水平张力的增加,人行悬索桥各关键振型的频率均有所增加但增幅很小;设置抗风缆可以显著增强人行悬索桥的静风稳定性能,提高其扭转发散临界风速;在一定范围内,增加抗风缆的水平张力对扭转发散临界风速的提升并不明显。     

大跨径钢箱梁最大悬臂状态非线性静风稳定性分析

港珠澳大桥跨越崖13-1气田管线桥施工最大悬臂状态受静风荷载作用可能存在静风失稳问题,影响结构正常施工与安全性。为解决上述问题,首先采用静力三分力系数法分析该桥最大悬臂状态设计基准风速作用下的静风效应,明确主梁各断面水平、竖向和扭转位移在不同初始风攻角条件下的发展变化规律;其次,对该桥最大悬臂状态不同初始风攻角作用下的非线性静风稳定性进行分析,基于控制断面的风速-扭转角变化曲线明确结构扭转发散临界风速;最后根据非线性静风稳定性分析结果对该桥最大悬臂状态的静风稳定性进行分析评价。结果表明,在正攻角范围内(0°～5°),主梁横向位移与扭转角最大值分别为-1.47 mm与0.023°,负攻角范围内(-5°～0°),主梁横向位移与扭转角最大值分别为为0.25 mm与-0.007°,在不同初始风攻角作用下结构稳定系数介于1.53～2.58之间。不同初始攻角作用下结构的临界风速介于63～109.6 m·s^-1之间,结构在负攻角范围内的临界风速计算值较正攻角高。     

港珠澳大桥青州航道桥抗风性能研究

为了检验港珠澳大桥青州航道桥的风致稳定性,对其抗风性能进行研究。采用主梁节段模型风洞试验研究主梁的涡振性能和颤振性能,采用桥塔气弹模型风洞试验研究桥塔自立状态的驰振性能和涡振性能,采用ANSYS软件进行全桥有限元分析研究该桥的静风稳定性。结果表明:港珠澳大桥青州航道桥主梁原始断面和增加风嘴断面涡振性能不满足规范要求,在人行道栏杆上方增设抑流板后涡振性能满足要求;主梁原始断面和增加风嘴断面满足颤振稳定性要求,增加抑流板断面在+5°风攻角下的颤振稳定性不满足要求;桥塔的驰振性能满足要求;均匀流场和紊流场下,桥塔仅在风偏角较小时出现扭转涡振;各初始风攻角下,该桥的静风稳定临界风速均远大于静风失稳检验风速,静风稳定性满足规范要求。     

芜湖长江公铁大桥主桥抗风性能试验研究

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥主桥为主跨588m的钢箱桁组合梁斜拉桥。为确定该桥在施工期和运营期的抗风安全性,对其开展抗风性能研究。分别进行主梁节段模型、桥塔气弹模型、全桥气弹模型及并列拉索风洞试验,研究该桥在成桥状态及最不利施工状态的风致响应。结果表明:施工和成桥状态下,该桥主梁的颤振临界风速均远大于颤振检验风速,颤振稳定性较好;不同风速下均未观测到明显涡振,涡振性能满足规范要求;设计风速内,不同来流偏角下桥塔均未发生驰振及影响施工的大幅涡振,动力稳定性良好;实桥风速达到84.0m/s时主梁仍未发生颤振、横向屈曲、扭转发散等静力失稳现象,也未发现影响施工的涡振和大幅抖振;最不利工况下,下游拉索在风速37.4m/s时即出现一阶大幅尾流驰振,设置刚性连接杆可以有效抑制尾流驰振现象。     

武汉四环线汉江大桥抗风性能研究

为研究武汉四环线汉江大桥抗风性能,计算了施工状态和成桥状态结构的动力特性,通过试验测量主梁的三分力系数值,评价了汉江大桥的颤振和涡振性能,最后进行静风稳定性分析。试验及计算分析结果表明,汉江大桥颤振临界风速高于检验风速,涡激振动最大振幅小于规范容许值,静风失稳临界风速较高,整体抗风性能良好。     

某宽幅箱梁悬索桥气动特性节段模型风洞试验

大跨度桥梁由于其结构轻柔,容易出现静力失稳现象及各种形式的风致振动。通过对节段模型风洞静力三分力试验验证了某宽幅闭口箱梁悬索桥没有出现驰振的可能,并对全桥进行了几何非线性静风稳定分析,得到该桥的静风失稳临界风速。通过风洞弹性悬挂节段模型试验,得到了该桥的颤振临界风速。分析了阻尼比对于颤振临界风速的影响,试验结果表明阻尼比对于颤振临界风速影响不大。在风洞中观察到该桥成桥态在+3°、+5°攻角会出现扭转涡激振动,提高阻尼比可以有效降低涡振振幅。     

武汉阳逻长江大桥施工猫道抗风稳定性分析

研究了武汉阳逻长江大桥施工猫道在极限风荷载下的稳定性及动力稳定性。采用悬索桥的静风稳定公式计算了猫道静风失稳临界风速,设计超松驰迭代法进行了猫道静风失稳的非线性有限元分析验算,并估算了该猫道颤振临界风速。计算分析表明,该猫道的静、动力抗风稳定性满足要求,并据此提出了三种工程抑振措施。     

大跨悬索桥非线性静风稳定性分析

对大跨悬索桥的非线性静风稳定性研究考虑了以下3种效应的影响:1)非线性位移相关风载;2)几何非线性;3)材料非线性。风静动力系数为有效攻角的函数,而有效攻角随主梁变形而变化,所以位移相关风载是非线性的;通过采用几何刚度矩阵可以考虑侧向弯扭屈曲、扭转发散及弯扭耦合失稳;采用塑性铰理论进行材料非线性分析。笔者使用有限元法建立风致静力失稳的分析模型,建模过程中同时考虑了非线性位移相关风载、几何非线性及材料非线性。最后,采用文中所提方法分析了主跨1 990 m的明石海峡大桥。分析结果表明:影响大跨悬索桥静风稳定性的主要因素即为上述提到的3个方面,并且,其非线性静风失稳临界风速低于弹性颤振临界风速。     

斜拉桥的风致非线性横向扭转屈曲

给出大跨斜拉桥的在位移决定的风荷载作用下直接用有限元法求解其线性横向扭转失稳临界风速的方法，表述了考虑由位移的决定风荷载的三个分量及几何非线性后的风致横向扭转屈曲的分析模式。将本征值求下更新风速上下限的迭代法结合用于自动求解临界风速，结果表明：在横向扭转屈曲的分析模式中，位移决定的风塔载的三个分量与几何非线性共同作用所得出的临界风速，比通常煌非线性扭转发散和线性横向扭转屈曲分析所得的结果要低得多。     

山区峡谷非均匀风场下大跨度斜拉桥静风稳定性分析

为研究山区峡谷地形下非均匀风场对大跨度桥梁静风稳定性的影响，以一座跨越典型山区峡谷地形的大跨度斜拉桥为工程背景，首先，采用计算流体动力学（CFD）软件Fluent对桥址区地形的风场特性进行分析，计算出沿主梁方向的非均匀风速和非均匀风攻角分布；然后，采用ANSYS APDL技术实现能考虑非均匀风速和非均匀风攻角下大桥静风稳定性的非线性分析方法。在此基础上，综合考察非均匀风攻角分布、非均匀风速分布、非均匀风速非均匀风攻角分布等风场条件对大桥静风稳定性的影响，分析各工况下主梁的静风变形与跨中处拉索刚度变化。研究结果表明：与均匀风场条件下的静风响应不同，非均匀风攻角或非均匀风速下主梁静风响应最大值点位于风荷载峰值点与跨中之间，在针对非均匀风场下大桥的静风稳定性分析时，应更注重静风响应最大值点而不是跨中处；非均匀风攻角下大桥的静风失稳临界风速要远低于均匀风攻角的静风失稳临界风速，且其静风稳定性能主要受最大风攻角而不是主跨部分非均匀风攻角的平均值来控制；非均匀风速下大桥的静风失稳临界风速主要由主跨部分的风速平均值和最大值共同影响；主梁的竖向位移和扭转角形状主要由风攻角因素来控制，而横向位移的变化规律相对较独立，其形状基本上以跨中线对称，且其值主要由风速因素来决定。     

泓口大桥自锚式悬索桥主桥设计

江苏省芜申线航道泓口大桥主桥为(52+102+52)m自锚式悬索桥.该桥加劲梁采用预应力混凝土边箱梁形式,在支架上现浇施工;桥塔采用钢筋混凝土矩形实心截面柱式结构,桥塔高27.902m,下部采用整体式哑铃形承台;主缆采用Φ4.8 mm镀锌高强钢丝,吊索采用φ7 mm镀锌高强平行钢丝,鞍座为整体铸造结构.采用有限元软件MIDAS Civil 2010和悬索桥非线性分析软件BNLAS建立全桥有限元模型进行计算分析,计算结果表明泓口大桥结构的应力均能满足规范要求.     

宜昌长江公路大桥桥位、桥型及桥跨的选择

宜昌长江公路大桥桥型选择为双塔钢箱梁悬索桥，主跨960m。桥位，桥型及桥跨的选择是该桥前期准备工作的主要技术问题，着重介绍桥位，桥型及桥跨选择中考虑和研究的主要因素。     

重庆双碑大桥主桥斜拉桥设计

重庆双碑大桥主桥为主跨330 m的高、低塔中央索面混凝土曲线斜拉桥。主梁采用单箱三室混凝土结构。桥塔采用独柱式,低塔边跨侧位于曲线上,为减少索的横向分力对结构的影响,靠曲线外侧布置竖向预应力钢绞线束。斜拉索采用高强低松弛镀锌钢绞线索。结合地质情况,高塔墩采用24根φ2.5 m钻孔灌注桩基础;低塔墩采用明挖扩大基础。高、低塔均采用塔、墩、梁固结体系。为减少塔根弯矩,下塔墩中间设20 cm的竖缝;通过优化桥塔尺寸,有效控制了主梁横向扭转角和桥塔横向位移。高塔墩基础采用双壁钢围堰法施工,低塔墩基础采用围堰或筑岛辅助施工;主梁7 m标准节段采用前支点挂篮现浇施工。     

丫髻沙大桥主桥设计

丫髻沙大桥主桥采用７６ｍ＋３６０ｍ＋７６ｍ三跨连续自锚中承式钢管混凝土拱桥，跨越珠江南航道。详细介绍了主桥的总体设计、几何非线性分析、徐变分析、动力分析。     

虎门大桥悬索桥钢箱梁架设

钢箱梁梁段的架设属于大吨位构件的起重吊装，其影响面牵涉到通航，驳船运输及定位，塔身变形控制等，因此施工难度大，论文从虎门大桥悬索桥施工为实例，介绍了钢箱梁梁段架设中的主要工艺及使用设备。     

金塘大桥非通航孔桥设计

根据金塘大桥桥址气象、水文、地质等条件,分析了影响海上桥型方案的多种因素,结合国内外已建跨海大桥的经验,从减少海上作业量、降低施工风险、保证工程质量、合理控制工期、简化施工组织、降低工程造价等方面进行了综合分析,提出金塘大桥非通航孔桥的设计方案.     

江阴五星桥主桥不对称斜拉桥设计

江阴五星桥主桥为独塔单索面不对称斜拉桥,跨度为(138 71)m,桥面宽达31 m。桥塔为上大下小独柱式结构,实心六边形截面。主梁为三向预应力混凝土结构,单箱五室。对该桥的主要设计特点进行介绍。     

淡江大桥主桥设计

淡江大桥主桥跨越淡水河口,主桥采用单塔不对称半飘浮体系斜拉桥,全长920 m,跨径布置为(2×75+450+175+75+70)m,主跨450 m,桥面净宽44.7 m,桥下通航净高20 m,倒Y形桥塔高200 m。在桥塔及两端伸缩缝处的桥墩设置减隔震阻尼器,主梁采用钢箱梁(长660 m)及钢-混结合梁(长260 m),斜拉索按扇形双索面布置,共94根斜拉索。桥梁设计寿命为120年,依据基于性能的设计规范AASHTO LRFD及性能化抗震设计,结构强度满足规范要求。采用风洞试验与数值风力分析验证主桥结构的气动稳定性,结果表明当风速达100 m/s时,结构仍然稳定。     

新安大桥主桥设计

新安大桥主桥为三跨变截面波形钢腹板连续箱梁桥,跨径布置为88m+156m+88m。该文介绍了主桥的总体布置、结构设计、关键构造、指导性施工顺序和技术创新。     

蠡河大桥主桥设计

蠡河大桥主桥跨越干线V级航道蠡河,上部结构为49．5m 90m 65．5m不对称变截面悬浇预应力混凝土连续箱梁。介绍了主桥的设计概况、主拉应力控制、合拢段设计、箱梁横断面设计及上部施工不平衡重对主墩的影响等几个重点问题。