500 m跨度PC斜拉桥肋板式主梁分析研究

结合荆州长江公路大桥的主梁设计成果，对PC斜拉桥的肋板式主梁受力特点、主梁截面形式及尺寸，主梁及横梁设计计算方法等问题进行了分析研究。     

PC斜拉桥体系刚度退化及UHPC加固主梁性能提升研究

为了研究PC斜拉桥主梁受损后体系刚度退化规律及超高性能混凝土(UHPC)加固主梁后体系刚度提升性能,以一座跨径220 m的PC斜拉桥为研究背景,开展PC斜拉桥节段缩尺模型试验,并对破坏后主梁进行裂缝灌浆处置,对比分析原主梁与灌浆主梁结构体系在相同加载工况下的刚度退化规律;基于数值分析方法,探讨PC主梁损伤后处于不同刚度折损情况下,采用不同厚度UHPC材料加固PC主梁对体系刚度的提升性能.结果 表明:斜拉桥体系的刚度下降较梁截面刚度下降迟缓;主梁裂缝灌浆处置后对结构体系刚度提升明显,但很难恢复至未受损之前;随着主梁受损程度的增加,原主梁及灌浆主梁PC斜拉桥体系刚度越来越接近.数值分析结果表明:PC斜拉桥体系的刚度下降较梁截面刚度下降迟缓,这与试验结果相同.同时体系刚度的提升并不随UHPC加固层厚度的增加而线性增加,为使主梁受损破坏后的斜拉桥体系刚度恢复至未受损时,在对主梁进行灌缝封闭处置后,还需采用在受拉侧加固2.660 cm厚UHPC层.     

混凝土斜拉桥П形截面主梁弯曲受力分析

为了研究混凝土斜拉桥П形截面主梁的弯曲受力特征,指导П形截面主梁的设计,以某跨径组合为(110+220+110)m的双塔四索面预应力混凝土斜拉桥为例,采用有限元软件分别建立全桥整体杆系单元模型与桥塔附近主梁节段实体单元模型,对其П形截面主梁的弯曲受力情况进行了计算分析,并通过截面剪力滞系数来描述剪力滞效应的影响。结果表明,最不利组合荷载作用下,塔底主梁节段在桥轴线处上拱,П形截面主梁两侧肋板下挠;预应力对横梁的作用明显,横梁产生向上反拱;主梁在计算荷载作用下除应力集中点外,全截面受压;塔根部主梁截面的剪力滞较为显著,剪力滞系数介于0.68~1.12之间;其它截面的纵向应力分布相对均匀,剪力滞系数介于0.81~1.12之间。对于П形截面主梁斜拉桥,塔根部附近主梁节段在设计时必须考虑剪力滞效应的影响,其它位置截面可以按照初等梁理论进行设计。     

支架施工预应力混凝土斜拉桥参数误差分析与调整方法

为了确保支架施工的PC(预应力混凝土)斜拉桥施工过程安全,线形、应力与索力达到设计的要求,建立支架施工三维空间的有限元分析模型,利用最小二乘法对支架施工过程中影响PC斜拉桥状态的结构状态参数(挠度与应力)误差进行分析,对主要设计参数进行敏感性分析后,进行设计参数误差识别和调整,通过PC斜拉桥的施工过程进行分析和各施工阶段状态进行控制,PC斜拉桥在支架卸架之后线形、应力、索力与设计值偏差均在允许范围,主梁的线形与设计值偏差为1.39mm,塔顶偏位和设计值差1.7mm,索力与设计值差在5%以内,主梁最大压应力为-8.78MPa,所有截面处于受压状态。研究结果表明,最小二乘法在支架施工的PC斜拉桥施工过程中的参数误差调整中取得良好的效果,能为其他类似工程施工控制提供借鉴与参考。     

大跨度公铁两用斜拉桥板桁主梁受力特性研究

为研究大跨度公铁两用斜拉桥板桁主梁整体受力性能和铁路桥面系局部受力性能,以(84+196+532+196+84)m平潭海峡公铁两用大桥主桥为背景进行分析。采用ANSYS建立全桥和不同节段长度主梁的三维板桁结构精细化有限元模型,对板桁主梁的整体刚度和桥面板局部刚度进行计算,并对比分析铁路桥面系构件参数(板桁连接方式、桥面板厚度、横梁刚度、纵梁及U肋厚度)对主梁刚度的影响。分析结果表明,板桁主梁中横梁位置处钢轨的竖向线刚度较大,两横梁之间竖向线刚度较小,钢轨的竖向线刚度沿纵向周期性波动。铁路桥面板厚度对桥梁整体扭转刚度影响明显,铁路桥面板局部刚度与横梁、纵梁和U肋密切相关。     

金马大桥斜拉桥与刚构桥接头部位构造及受力分析

金马大桥是一座斜拉桥与T构的协作体系结构,斜拉桥的主梁采用梁板结构而T构采用箱形截面.两种不同截面形式的连接是否合理成为该种结构体系是否可行的关键.对接头部位的构造进行了分析,提出一种合理的接头构造形式并对其受力做了分析,采用了有限元法与光弹试验相结合的方法,证明了接头受力的合理性,为设计提供了依据.     

金马大桥斜拉桥与刚构接头部位构造及受力分析

金马大桥是一座斜拉桥与T构的协作体系结构，斜拉桥的主梁采用梁板结构而T采用箱形截面。两种不同截面形式的连接是否合理成为该种结构体系是否可行的关键。对接头部位的构造进行了分析，提出一种合理的接头构造形式并对其受力做了分析，采用了有限元法与光弹试验相结合的方法，证明了接头受力的合理性，为设计提供了依据。     

独塔协作体系斜拉桥设计参数分析

协作体系斜拉桥是一种较为新颖的斜拉桥结构形式，对于工程中常见的独塔不对称协作体系，从主跨无索区长度及主梁的高跨比着手，分析协作体系斜拉桥索，塔、梁的受力及变形状态，对上述设计参数提出合理的取值范围。     

赤壁长江公路大桥主桥主梁设计

赤壁长江公路大桥主桥为跨度布置(90+240+720+240+90)m的双塔双索面斜拉桥,桥面全宽36.5m。主梁采用结构刚度大、抗风稳定性好、桥面铺装耐久性好的结合梁。对比双边工字钢、双边箱、开口箱及PK箱4种截面形式钢主梁的截面特性,最终采用受力满足要求且预应力施加效率较高的双边箱截面钢主梁。钢主梁底板既变宽又变厚。钢主梁连接采用栓焊混合的方式,其顶板采用焊接、腹板和底板采用栓接。混凝土桥面板标准段厚度采用26cm。边跨采用加厚桥面板的方式进行压重,边跨桥面板厚度采用59cm,桥面板厚度过渡位置设在次边跨距离辅助墩22m处。索梁锚固采用锚拉板形式,为提高主梁截面宽度利用率,将锚拉板布置于钢主梁外腹板正上方。     

无背索斜拉桥结构设计与施工

无背索斜拉桥是一种新型斜拉桥,其造型独特,且极具视觉冲击,适合于对景观要求较高的城市桥梁。为了全面了解其结构构造、受力特点及动力特性,以某无背索斜拉桥方案设计为例,详细介绍了主塔、主梁、拉索等主要构件结构设计,并通过建立三维有限元模型,分析了其动力特性与稳定性。结果表明,一阶失稳模态为主塔侧弯,其稳定系数偏高,主塔截面仍有优化空间。另外,分析了无背索斜拉桥的斜塔倾角及主梁截面形式选取等关键技术问题,并介绍了无背索斜拉桥施工方法     

斜拉桥主梁钢-混结合段设计及分析

斜拉桥主梁的钢-混结合段构造复杂,受力状况不明晰,是斜拉桥设计中关键节点。以奉贤区金汇港大桥为工程背景,对中、小跨径斜拉桥的主梁进行了构造设计与分析,首先通过MIDAS Civil软件对全桥空间杆系模型进行分析,确定主梁钢-混结合段的内力状况,再通过有限元分析ANSYS建立钢-混结合段的实体空间模型进行分析,明确该区段钢梁板件、加劲肋以及混凝土的受力状态。分析表明:该结合段构造合理,构件应力水平总体较低,安全储备良好。     

大跨径曲线斜拉桥主梁有限元模拟方法

大跨径斜拉桥总体计算与全桥施工控制的有限元分析,主梁通常采用单主梁的"鱼骨"简化模型来模拟。而对于大跨度曲线斜拉桥,尤其是采用π型截面主梁,"鱼骨"简化模型存在不能准确模拟桥梁的横向受力、扭转受力、剪力滞特性等缺点,无法全面真实地反映主梁的施工与运营全过程受力学特性;本文提出了以板单元模拟桥面板、梁单元模拟两个边肋和横隔梁的方法来模拟π型截面主梁(下文中简称"梁板组合模型");同时,以刚果(布)滨河大道平曲线斜拉桥为研究对象,考虑了该桥的实际施工特点,结合施工过程中各种因素(如浇筑新梁段、张拉预应力钢束、混凝土收缩徐变等)的影响,针对两种主梁有限元模拟方法进行了全面的对比研究。其结果表明:"梁板组合模型"更能够反映平曲线斜拉桥的重要力学行为和受力特点。     

PC矮塔斜拉桥运营阶段参数敏感性分析

以洪溪特大桥工程为依托,结合设计资料通过数值模拟软件建立有限元模型,选取拉索索力、预应力、桥面铺装层厚度以及混凝土徐变系数为控制对象,对PC矮塔斜拉桥运营阶段主梁的应力和位移进行敏感性分析,得出主梁应力和位移随各参数的变化规律,为该桥梁运营养护管理提供借鉴和参考。     

现代斜拉桥不同截面形式的剪力滞效应分析

针对斜拉桥3种典型截面形式如闭口箱形、边箱形和边主肋形,分别采用不同的理论计算方法,如三杆比拟法、弹性理论解法和能量变分法等对其主梁截面剪力滞效应进行分析,并结合有限元数值计算和模型试验的分析结果进行了对比验证。结果表明:该理论计算方法较为简便直观且具有一定的精度,其计算结果偏于安全,可以用于初步设计;计算分析和模型试验研究相结合的方法是分析评议斜拉桥主梁截面剪力滞效应的有效手段。     

柔梁密索体系矮塔斜拉桥敏感参数分析

在特定的建设条件下柔梁密索体系矮塔斜拉桥具有其独特的优势,但工程实例较少,缺乏系统性研究。该文以榕江大桥为背景,通过理论分析及有限元仿真计算,研究其构造特征及受力特点,并对斜拉索布置形式、塔高及主梁刚度等敏感参数进行系统分析。得到如下初步结论:柔梁密索矮塔斜拉桥受力特性与斜拉桥相似,可通过索力优化达到合理成桥状态;塔矮整体结构刚度低,主梁轴力及斜拉索索力相比斜拉桥要大;斜拉索布置形式对结构受力有明显影响,辐射形布置时主梁轴力最小,仅为竖琴形布置时的一半,扇形布置介于两者之间。塔高对结构受力影响显著,随着塔高降低,斜拉索使用效率降低,主梁轴力、斜拉索索力、主梁活载弯矩及挠度、斜拉索活载应力幅均有显著的增加;主梁刚度对活载作用下结构内力也有显著影响,随着主梁刚度的提高,主梁活载弯矩增大、活载挠度减小,斜拉索活载应力幅显著较小。设计时宜充分利用有限塔高,采用可改善拉索倾角的辐射形布置,适当提高主梁刚度,以获得理想的整体结构刚度,调整索梁荷载比,从而使结构受力合理。     

波形钢腹板矮塔斜拉桥静力特性分析

分别以主跨180 m的波形钢腹板矮塔斜拉桥和PC箱梁矮塔斜拉桥为研究对象,通过数值模拟分析,比较2种不同主梁的矮塔斜拉桥在恒裁、预应力荷载以及温度荷载作用下结构的受力特性.结果表明,与PC箱梁矮塔斜拉桥相比,虽然波形钢腹板矮塔斜拉桥由混凝土收缩徐变引起主梁钢束预应力损失大,但其主梁的预应力效率更高,成桥状态下预应力储备...     

大跨曲线斜拉桥Π形主梁分析方法研究

为获得适用于大跨曲线混凝土斜拉桥Π形主梁受力分析的实用方法,以刚果共和国布拉柴维尔滨河大道桥为研究对象,综合考虑施工过程中新梁段的浇筑、预应力筋张拉、混凝土收缩徐变等影响,分别采用梁-板混合有限元法及杆系有限元法建立空间有限元模型,对斜拉索索力、支座反力、主梁内力进行计算对比。结果表明:曲线斜拉桥主梁"弯扭耦合"效应明显,由此导致的边墩支座脱空问题应引起重视;梁-板混合有限元方法能够反映实际工程的主要力学行为和特点,特别适合空间复杂受力的Π形截面曲线梁的受力分析。最后通过缩尺模型试验,验证了该方法用于实际桥梁受力分析的可行性。研究结果可为大跨Π形主梁曲线斜拉桥的设计及施工提供参考。     

斜拉桥箱形主梁尺寸的优化分析

针对斜拉桥中采用的双箱式主梁,改变斜拉桥箱形主梁的底板厚度、斜腹板厚度以及斜腹板倾斜角度,利用结构有限元分析程序ANSYS,对不同情况下的箱形主梁建立了有限元模型。考虑到梁段以外附近区域的作用,在其两端截面上施加了由平面杆系结构分析所得的端面内力,另外,索力和预加力(梁纵向、横隔梁横向、斜腹板竖向)也施加在相应的位置,分析了不同工况下箱形主梁在自重、索力和预应力作用下的空间应力效应。给出了斜拉桥箱形主梁的底板厚度、斜腹板厚度及斜腹板倾斜角度的合理化建议。分析表明:当底板厚度为30 cm左右,斜腹板厚度为30cm左右,斜腹板倾斜角度为150°~152°时,主梁的应力分布比较合理。     

宽幅斜拉桥主梁施工阶段受力特性分析

为研究单侧变宽主梁斜拉桥在施工过程中主梁的结构受力行为,以便对桥梁进行准确的施工控制,以武汉市金桥斜拉桥为背景,先采用杆系模型进行整体计算,后基于ANSYS有限元软件,采用空间实体单元建立主跨主梁及斜拉索的子模型,分析该桥主跨悬臂施工过程中主梁的受力情况.分析结果表明:节段浇注时,部分节段的顶板处于受拉状态;中纵肋在整个节段的施工过程中,顶缘处于受拉状态,底缘处于受压状态,带索横梁在整个节段施工过程中均表现为受压;左、右顶缘和中纵肋顶缘受拉区域和拉应力值随节段施工的进行而变动,各研究区域变动范围不同.各区域应力均未超过设计允许值.     

斜拉索张拉与主梁浇筑误差对无背索斜拉桥的影响研究

该文以某混凝土无背索斜拉桥为工程依托,根据桥梁结构施工过程中不确定的控制影响因素,基于施工控制原理,运用有限元软件,探究了施工过程中索力超张拉与主梁顶板浇筑超方两种人为因素对结构受力的影响。分析探究表明:主梁采用满堂支架施工的无背索斜拉桥因单根拉索超张拉对主梁线形、应力影响较小;整体拉索超张拉10%时,已接近主梁线形规定值。主梁顶板随机超方浇筑厚度为2 cm时,若不对主梁刚度引起太大变化,则对结构的主梁线形、拉索应力、主梁上、下缘截面应力变化较小,且满足规范要求;主梁的整体超方浇筑会影响主梁的刚度,该依托工程建议主梁顶板整体超方厚度不应超过1.5 cm,否则影响主梁线形验收规定值。