基于性能的苏通大桥抗风设计

苏通大桥主跨为1 088 m,是目前世界上跨度最大的斜拉桥.这座桥的设计综合使用了传统设计方法和基于性能的设计方法.论文回顾相关设计方法的演变和历史,同时提出了基于性能设计方法.利用该方法,本文从几个方面讨论了苏通大桥基于性能的抗风设计思路.首先,从性能角度来介绍苏通大桥的涡激共振及其减振,就纵向风荷载讨论了主梁与桥塔之间的连接装置.最后,研究了苏通大桥基于性能的行驶安全性并提出多性能级别和限制措施.     

大跨度自锚式悬索桥主梁钢-混结合段模型试验

为研究大跨度自锚式悬索桥主梁钢-混结合段的受力性能与传力机理,以重庆鹅公岩轨道专用桥为研究背景,设计相似比为1：3的钢-混结合段缩尺试验模型,采用自平衡加载方法施加轴向试验荷载,测试模型的应力与滑移情况,并将试验结果与有限元分析结果进行对比,验证有限元模拟方法的正确性;而后利用有限元分析结果,得到钢-混结合段在轴向荷载作用下的传力机理。研究结果表明：在试验荷载作用下,试验模型各构件的应力水平均随荷载增大呈线性趋势增长,结构整体处于弹性工作状态;结合段开孔钢板与填充混凝土之间的相对滑移量较小,最大相对滑移量仅为4.2 μm,钢-混之间的协同受力状态良好;轴向荷载首先通过结合段开孔钢板端部的面内承压作用传递至钢梁,之后PBL连接件与栓钉连接件进一步将轴力传递至钢梁,最后通过承压板的面外承压作用将剩余轴力全部传递至钢梁;其中,承压板为主要传力构件,传递61.1%的轴力,剪力连接件与开孔钢板端部传力比例分别为17.0%与21.9%,开孔钢板端部的传力作用不可忽略。研究结果可为后续类似结构的研究与设计提供参考。     

拱桥气弹模型的设计、修正与测试

通过一座主跨为450m的中承式拱桥全桥模型风洞试验总结了大跨径拱桥全桥气弹模型的设计、修正与测试的经验。模型设计是风洞试验的基础,而拱桥模型芯梁设计应考虑到拱桥结构的复杂性和各个振型的特点。首先针对拱桥进行了动力特性分析,即进行气弹模型的有限元建模并对几个结构参数对基频的影响进行了分析。在模型调试过程中,提出了质量影响矩阵法,该方法能明显减少模型调试次数,提高试验效率,是一种可行而高效的调节方法。作为动力特性测试的补充,模型静力刚度检验是进行风洞试验前一个重要环节,最后还介绍了这座中承式拱桥的静力刚度测试的过程。