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。     

超大跨径CFRP主缆悬索桥动力特性参数分析

为了研究超大跨径碳纤维（CFRP）主缆悬索桥的动力性能,以某海峡为工程背景,设计了主跨3 500 m的CFRP主缆悬索桥.基于ANSYS软件平台,分析了该CFRP主缆悬索桥的动力特性,探讨了矢跨比、主缆安全系数、加劲梁约束体系和桥塔刚度等主要结构参数对其动力特性的影响.研究结果表明:矢跨比越大,扭弯频率比越大;主缆安全系数对动力特性影响不大;随跨径增大,加劲梁约束体系对动力特性的影响减小;增大桥塔顺桥向弯曲刚度可以提高对称竖弯基频,增大桥塔抗扭刚度可提高扭转基频.      

大跨悬索桥基准索股架设精度可靠性研究

线形控制是悬索桥建造过程中关键过程,基准索股架设精度的可靠与否直接决定空缆线形及成桥线形能否达到设计要求。通过对索股弹性模量、延米自重、施工单位对调索量控制精度、温度传感器测量精度、桥塔纵向偏位测量精度、基准索股标高测量精度等影响基准索股架设线形的因素进行了分析,结合规范要求与功能函数的思想,提出基于可靠度理论的悬索桥的基准索股架设精度可靠性分析方法,编制了改进后的蒙特卡洛法计算程序。利用该方法对主跨1200m的虎门二桥之大沙水道悬索桥中跨基准索股架设精度的可靠性进行了分析。研究结果表明:当该桥中跨调索精度为±25mm时,可靠度值为2. 03,满足规范要求。     

超大跨径悬索桥主缆材料对静风稳定性的影响

为比较碳纤维增强塑料(CFRP)和钢2种主缆材料对超大跨径悬索桥静风稳定性的影响,分别采用三维非线性分析方法及整体特征值稳定性分析方法,对采用2种类型主缆的3 500m跨径悬索桥进行静风稳定性分析。结果表明:CFRP主缆悬索桥扭转振动频率较钢缆结构的要高;2种主缆类型超大跨径悬索桥的静风失稳临界风速均较接近;CFRP主缆悬索桥的各阶屈曲系数均较钢缆悬索桥的要大,具有更高的安全储备。     

正态信息扩散法推断岩土参数概率分布的窗宽优化和区间截尾问题研究

正态信息扩散法被认为是相对最优的推断岩土参数概率分布方法,但其存在窗宽选择和截尾误差问题.提出以均方差指标最小为目标,逐级改变窗宽h,获得与直方图匹配的正态信息扩散分布窗宽确定方法;在确定匹配窗宽的基础上,借助样本队列曲线,提出增大样本下界、减小样本上界的"收窄"正态信息扩散分布取值区间方法.工程实际测试样本的统计结果表明:提出的匹配窗宽下的信息扩散分布所得到的概率密度函数优于h窗宽下的概率密度函数,拟合误差更小;"收窄"样本边界后获得的正态信息扩散分布区间与样本的实际分布区间更接近,减小截尾误差,累积概率更接近1.     

超大跨度悬索桥扁平单箱主梁气动特性CFD分析

社会文化经济的快速发展和交融以及现代科技的不断进步,极大促进了超大跨度悬索桥的发展。但随着桥梁长度的加大,其抗风性能成为其安全性的关键影响因素。基于某主跨3500超大跨悬索桥方案,对其扁平单箱主梁气动特性进行了CFD模拟计算分析。分析结果表明,该扁平箱梁型式与平板的气动性能相似,并具有自身特有的气动特性。     

基于风致静动力稳定性的超大跨径桥梁主梁比选研究

为寻求适用于超大跨度桥梁的具有更优气动特性的主梁断面,推动我国超大跨桥梁建设的发展,针对超大跨度桥梁原型设计中提出的5种主梁断面形式,采用CFD数值模拟方法计算得到了各断面的静力和动力气动参数,并进一步计算了对应5种主梁断面桥梁的静风失稳临界风速及颤振临界风速,对比了各断面的静动力稳定性能.结果表明,分离双箱主梁和分离3箱主梁的气动性能优于其他类型主梁断面;单箱主梁和双箱主梁气动特性目前已得到较大程度的优化,3箱主梁气动特性应具有较大的优化空间,椭圆形主梁及重力式主梁气动性能较差,优化价值有限.     

钢桥火灾风险评估及耐火性增强方法研究

该文介绍了一种降低火灾风险的实用方法。该方法首先评估桥梁的火灾风险,然后制定减小火灾危害的对策。在风险评估阶段,基于火灾重要性因子,通过特定的分析程序分析桥梁的火灾易损性。当桥梁的火灾风险等级较高时,采用有限元软件建立连续分析模型,研究减轻火灾危害的策略。通过对近几年因发生火灾事故而失效的3大钢桥案例研究来证明该方法的可行性,研究表明:该方法可以有效地锁定重要桥梁发生火灾时的危险点,然后制定解决方案,减轻关键桥梁火灾危害的危险性。     

平行四边形闭口薄壁杆件的空间力学行为

为探索平行四边形闭口薄壁杆件在弯距、轴向压力作用下的力学行为,对郑州黄河公路铁路两用桥平行四边形断面的主桁杆件进行了静力试验,并通过斜弯曲理论和有限元模型分析了其空间力学行为.结果表明:在轴向压力作用下,整个截面受力均匀,腹板倾角对应力分布的影响很小;在弯矩作用下,斜弯曲引起的截面顶、底板应力分布不均匀,且不均匀程度随腹板倾角增大而增大.