多塔斜拉桥力学性能研究

以嘉绍大桥为工程背景,进行多塔斜拉桥力学性能研究.首先分析了多塔斜拉桥索塔数量逐渐增加时,索塔活载变形、内力以及主梁竖向挠度的变化规律,通过分析得出多塔斜拉桥中间塔受力特点和存在的问题.其次研究了改善多塔斜拉桥中间塔受力的两个解决方式(一是采用大刚度索塔;二是合理采用塔梁结构体系),并对这两种解决方式的适用性进行研究.     

辅助墩对多塔斜拉桥力学行为的影响

为改善多塔斜拉桥受力性能,在边跨设置辅助墩,采用有限元法分析辅助墩对多塔斜拉桥力学行为的影响,讨论辅助墩对不同结构布置的四塔斜拉桥的静力行为的影响.结果表明,设置边跨辅助墩能在一定程度上降低多塔斜拉桥的塔顶水平位移、跨中挠度、跨中弯矩和塔根弯矩,对提高结构刚度有一定效果;对已采取其它加劲措施的四塔斜拉桥,设置边跨辅助墩有利于进一步提高结构整体刚度.     

戒指造型多塔部分斜拉桥技术研究

多塔部分斜拉桥有别于常规矮塔斜拉桥和多塔斜拉桥,需关注支撑体系、主塔外形和结构设计、主梁结构形式选择等问题。文中以九江八里湖大桥80.55m+2×132m+80.55m三塔戒指造型部分斜拉桥为例,通过对多塔体系的比较、主塔、主梁的受力分析,选择中塔固结、边塔活动的支撑体系,预应力混凝土主塔结构,等高度边箱主梁构造。     

多塔斜拉桥刚度分析

随着国内、外多塔斜拉桥的兴建,斜拉桥的塔数不断增多,距离也不断增大,如何保证多塔斜拉桥的整体刚度,已经成为发展多塔斜拉桥这一结构体系所面临的关键问题。在分析多塔斜拉桥结构特点和力学特性的基础上,从塔、索、梁的刚度,设置辅助结构,采用部分斜拉桥形式三方面对三塔、四塔、四塔以上的多塔斜拉桥整体刚度影响进行分析,并对比总结国内、外已建与在建的多塔斜拉桥的刚度提高措施,得出了在不同塔数的情况下,较为有效地提高多塔斜拉桥体系整体刚度的方法,可为今后多塔斜拉桥的设计、施工提供技术参考。     

结构布置对多塔斜拉桥力学行为的影响

在荷载作用下，多塔斜拉桥的中间塔由于没有边锚索固定，中间塔塔顶水平位移加大，导致整个结构变位过大，结构刚度成为设计关键。主要讨论结构布置对多塔斜拉桥力学行为的影响。     

基于多目标法的多塔斜拉桥合理成桥状态确定

多塔斜拉桥结构体系塔梁联动效应显著,边锚索约束塔梁位移的效应呈现多跨耦合特点,因此多塔斜拉桥合理成桥状态确定比常规两塔斜拉桥难度大.笔者结合已有斜拉桥合理成桥状态确定理论,根据多塔斜拉桥的特点,以嘉绍大桥为例,对多塔斜拉桥合理成桥状态确定的方法进行了探索,提出了基于多目标的方法,在依托工程中取得了良好的效果.     

大跨径多塔斜拉桥非线性静力分析

以一座在建的多塔结合梁斜拉桥为工程背景,运用大型有限元结构分析软件ANSYS,建立多塔斜拉桥的空间非线性有限元模型,考虑拉索垂度效应、结构大位移和梁柱效应3种几何非线性因素,进行了大跨度多塔斜拉桥空间非线性静力分析,给出了桥梁结构主梁、桥塔以及斜拉索的位移及内力云图,结果表明:多塔斜拉桥的主跨跨中位移变形最大,为33.2 cm;边塔弯矩随高度的变化各不相同,塔底弯矩最大;斜拉索的最大索力在边塔外侧的辅助墩附近。     

下拉索多塔斜拉桥结构体系分析研究

提出下拉索多塔斜拉桥结构体系,并以某长江大桥为工程背景,对比分析下拉索多塔斜拉桥与常规双塔和多塔斜拉桥的力学性能.分析表明,下拉索多塔斜拉桥结构体系可以有效提高结构刚度,减少墩塔的弯距.     

新型下拉索多塔斜拉桥结构体系探讨

下拉索多塔斜拉桥是最新提出的用于解决多塔斜拉桥中塔刚度的体系。以某长江大桥为工程背景设计几种多塔斜拉桥形式,对比分析新型下拉索多塔斜拉桥结构体系与其他体系的异同。分析表明,下拉索多塔斜拉桥结构体系能有效提高结构刚度,而且相对经济合理,是可推广应用的新型结构体系。     

多塔斜拉桥索塔优化设计

通过研究分析已建成斜拉桥索塔,了解高墩多塔斜拉桥刚度与结构类型的关系,以及多塔斜拉桥刚度提高方式。索塔是斜拉桥的重要构件,索塔形状应满足结构要求且与外部环境协调而又与众不同。通过理解国内外著名斜拉桥的索塔结构的设计理念,对中国某多塔斜拉桥的高墩塔进行优化设计,不仅能满足行车的需要,还能成为当地的地标。该文对塔墩结构刚度及美观进行研究,得出索塔的优化设计方案。     

多塔斜拉桥中的共振模式研究

以赤石大桥为基础,通过有限元法,对多塔斜拉桥可能的共振模式进行了研究。首先,基于赤石大桥的相关资料,建立了多塔斜拉桥的平面有限元模型;其次,通过斜拉索频率与弦理论计算结果的对比,对有限元模型进行了修正;最后,通过对多塔斜拉桥自由振动模态和频率的深入研究,提出斜拉桥局部混合模态的新概念和揭示了多塔斜拉桥可能的复杂动力学行为,具有一定的科学意义和工程参考价值。     

部分斜拉桥发展综述

部分斜拉桥的受力性能与结构介于预应力连续梁与斜拉桥之间,近十年来发展较快.在广泛收集资料的基础上,列表给出了所收集到的国内外部分斜拉桥修建一览表;对部分斜拉桥的受力特性、结构特点、适用范围和桥型名称进行了讨论;最后结合桥例对国内外最新的发展动向,如高塔型部分斜拉桥、钢-混凝土复合主梁部分斜拉桥、波形钢腹板PC主梁部分斜拉桥,进行了介绍.     

嘉绍大桥多塔斜拉桥创新结构体系设计

嘉绍大桥主航道桥采用分幅四索面六塔钢箱梁斜拉桥方案,桥跨布置为70m+200m+5×428m+200m+70m=2680m,按双向八车道高速公路标准设计,是目前世界上规模最大的多塔斜拉桥.如何提高整体竖向刚度和满足索塔受力要求是结构设计的关键.通过在索塔设置X托架、索塔两侧主梁设置双支座,提高了多塔斜拉桥主梁竖向刚度及改善了索塔受力.通过在主梁设置刚性铰构造,解决了长主梁温度变形引起的索塔受力问题.     

一座多塔宽幅脊梁矮塔斜拉桥的设计特色

江肇高速公路西江大桥采用四塔五跨矮塔斜拉桥体系,主桥跨径组合为（66＋120＋2×138＋120＋66）=886 m,其具有＂多塔、梁宽、联长＂等结构特点,针对结构特点,设计中对结构体系、主梁宽幅脊梁断面及矮塔斜拉桥合理受力状态等做了初步的探讨和技术创新。     

珠机城际铁路公铁同层合建桥方案比选

珠机城际铁路金海特大桥跨磨刀门水道主通航孔跨径为3×340 m,采用公铁同层布置,结合桥址区建设条件,对桥型方案进行研究比选。从桥式上对比多塔斜拉桥方案与钢桁拱桥方案,由于设计基准风速大、台风频发、多主跨等因素,考虑经济性、施工难度及施工过程抗风稳定性,最终确定采用(58.5+116+3×340+116+58.5)m多塔斜拉桥方案。在此基础上,针对多塔斜拉桥,对桥塔中置和桥塔外包方案,从结构受力、施工、经济性、景观性等进行综合比选,最终推荐采用温度效应小及抗震性能好、施工工期短、经济性相当、景观效果好的桥塔中置方案。     

多塔斜拉桥施工态抖振时域分析

为避免施工期由于抖振引起的施工安全问题,针对多塔斜拉桥嘉绍大桥主桥,进行了考虑几何非线性的抖振时域分析,通过对不同风攻角和风速条件下结构响应的研究,同时对考虑与不考虑索塔与斜拉索受力两种情况进行了对比,得到了一些有价值的结论.     

基于BP神经网络-GSL&PS-PGSA的多塔斜拉桥成桥索力优化研究

为研究多塔斜拉桥成桥索力优化问题,以克罗地亚佩列沙茨大桥6塔中央单索面钢箱梁矮塔斜拉桥为研究背景,基于BP神经网络,引入了GSL&PS-PGSA(生长空间限定与并行搜索的算法组合),建立了以主梁最小弯曲应变能为目标函数的优化模型,提出了一种基于BP神经网络-GSL&PS-PGSA的多塔斜拉桥成桥索力优化方法,解决了易陷入局部最优的缺点,提高了搜索速率、迭代收敛效率和全局寻优能力,对背景桥梁成桥索力进行了优化研究。研究结果表明,优化前后索力最大变化幅度为10.4%,优化后各相邻索力差更为均匀,主梁受力分布更为合理;优化前后主梁变形最大变化幅度为-27.8%,优化后主梁线形更为平缓;验证了基于BP神经网络-GSL&PS-PGSA的多塔斜拉桥成桥索力优化方法的可靠性与精确性。     

年温差对采用拉索减震支座斜拉桥抗震性能影响分析

通过建立六塔斜拉桥的有限元分析模型并考虑温度改变引起的不同支座位移的各种工况,对多塔斜拉桥结构地震响应影响进行温度敏感性分析。研究表明,拉索减震支座能够在小幅度提高墩底剪力的前提下有效减小地震作用下墩、梁之间的相对位移。年温差作用引起的支座位移会导致多塔斜拉桥各桥墩的抗震需求差异明显,出现部分桥墩内力过大,而其他桥墩的抗震能力未能得到充分利用的情况。随着年温差的增大,各桥墩上的地震剪力分配越不均衡,部分桥墩受力不利的情形亦更加严重。     

行波效应对超大跨径多塔斜拉桥地震响应的影响

以某跨海工程2×1 500m三塔斜拉桥设计方案为背景,采用非线性时程分析方法,考虑多点激励地震输入,研究了多点激励行波效应对超大跨径多塔斜拉桥的地震响应影响,比较了不同地震视波速和地震动频谱特性对桥梁结构地震响应的影响规律。结果表明,对于超大跨径的多塔斜拉桥,多点激励行波效应对其地震响应有显著影响,行波效应对超大跨径多塔斜拉桥地震响应的影响受地震动频谱特性的影响较大,对于超大跨径多塔斜拉桥的抗震设计仅考虑一致激励输入是不合理的。     

多塔斜拉桥分体钢箱梁的设计与施工

嘉绍大桥主航道桥为70m+200m+5×428m+200m+70m=2680m的六塔独柱四索面钢箱梁斜拉桥.钢箱梁宽度为55.6m,桥梁总长为2680m,桥面最大纵坡为0.45％,上部结构总用钢量为7.7万t,是目前世界上规模最大的多塔斜拉桥.嘉绍大桥采用的分幅箱梁结构主要特点为:单幅主梁宽度更宽,达到24m;左右幅箱的间距大,达到9.8m;拉索为四索面形式,左右幅梁受力相对独立.介绍了嘉绍大桥的钢箱梁构造设计以及施工方案,包括无索区梁段架设、四索面钢箱梁悬臂拼装、多塔斜拉桥钢箱梁合龙方案等.