超大跨度斜拉桥活载几何非线性分析

进入超大跨度范围后,斜拉桥几何非线性问题更加突出。以主跨为1 088m的苏通大桥为研究对象,采用线性理论、线性二阶理论和非线性理论,分析几何非线性对超大跨度斜拉桥活载效应的影响。研究表明,即使对超过1 000m的公路斜拉桥,采用线性二阶理论(即只需考虑斜拉索弹性模量折减和恒载几何刚度矩阵的影响)计算活载效应完全可以满足工程要求。     

鄂东长江公路大桥活载非线性效应与试验分析

为了分析几何非线性对大跨度斜拉桥的活载效应的影响程度,以鄂东长江公路大桥(主跨926m的双塔双索面混合梁斜拉桥)为背景,利用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,分别计算该桥在活载作用下考虑非线性效应与不考虑非线性效应的结构内力及位移,并与全桥荷载试验实测结果做对比分析。结果表明:对于鄂东长江公路大桥这样超大跨度的斜拉桥,活载的非线性计算结果更加符合大跨度斜拉桥的实际响应,线性计算结果误差较大,且偏于不安全。     

红水河特大桥几何非线性影响分析

红水河特大桥是贵州省第一座大跨度混合式叠合梁斜拉桥,其桥跨布置、主梁结构形式均不对称。为掌握几何非线性对该桥静力性能的影响,该文基于Ansys分别建立了该桥的线性和非线性分析有限元模型,并对计算结果进行了对比分析。结果表明:几何非线性对该桥恒载状态、结构位移的计算结果有较大影响,对活载效应、结构内力的计算结果影响很小。为求得准确的结构恒载状态,宜考虑几何非线性进行分析;活载效应分析可不考虑几何非线性的影响。     

超大跨度斜拉桥非线性因素影响分析研究

对于超大跨度斜拉桥,在设计过程中必须考虑非线性因素对结构的影响。本文研究了千米级斜拉桥在施工阶段和营运状态的非线性效应,分析研究了非线性对斜拉桥受力与变形的影响,明确了非线性影响斜拉桥受力与变形的机理,并提出了减小超大跨度斜拉桥非线性影响的措施。     

非线性因素对超大跨度斜拉桥成桥内力的影响

随着斜拉桥跨径的不断增大,在设计和施工中必须考虑非线性因素对结构的影响。本文研究了非线性因素对超大跨度斜拉桥成桥时内力的影响,分析中同时考虑了拉索垂度效应、P Δ效应和大位移效应的影响。探讨了非线性因素对斜拉桥成桥时内力影响的机理,提出了减小超大跨度斜拉桥非线性影响的措施。     

超大跨度混合梁斜拉桥非线性受力分析研究

为研究非线性因素对超大跨度混合梁斜拉桥的影响,结合鄂东长江公路大桥,对该类桥梁在多阶段、多效应耦合影响下的非线性受力特性进行系统、定量的分析。采用RM2006建立鄂东长江公路大桥主桥模型,分析该桥在施工、成桥、运营阶段中不同非线性因素及不同荷载作用下的非线性影响。分析结果表明:超大跨度混合梁斜拉桥在施工和成桥阶段均存在非线性影响;施工阶段结构在风荷载、温度荷载作用下的非线性影响较明显;成桥状态下钢箱梁、桥塔及斜拉索受几何非线性因素影响较明显,边跨混凝土箱梁受非线性效应与温度荷载效应耦合作用的影响较大。     

超大跨度公铁两用斜拉桥结构体系研究

为了寻求超大跨度公铁两用斜拉桥结构受力最优的结构体系,以常泰长江大桥主跨1 176m公铁两用斜拉桥为工程背景,在设计中研究了常用结构体系在纵向风荷载、温度荷载、活载、制动力及地震等作用下的结构力学行为。针对超大跨度斜拉桥梁端位移大、桥塔弯矩大等主要问题,基于结构温度变形特征优化纵向荷载传力途径,提出了"温度自适应塔梁约束体系(TARS)"。该体系采用CFRP水平索连接桥塔和主梁上的温度不动点,主梁受到纵向约束的同时不会因温度变化产生较大的结构内力,可大幅降低梁端位移和塔底弯矩。与常用结构体系对比,TARS结构静、动力性能优越。     

超大跨组合梁斜拉桥静力非线性影响研究

以主跨1 000 m组合桥面板组合梁斜拉桥试设计方案为背景,采用数值模拟手段,研究了不同的非线性效应对超大跨组合梁斜拉桥动静力性能的影响。采用修正拉索弹模、多段杆单元等手段来模拟拉索垂度效应,与是否考虑梁柱效应及大位移效应相组合,共计算了六种非线性计算分析工况。研究结果表明,对千米级组合桥面板组合梁斜拉桥,斜拉索垂度效应引起的活载非线性效应并不十分显著,引起的结构内力及位移非线性效应误差总体上在5%以内。三种几何非线性影响因素中,梁柱效应最大,大位移效应次之,而拉索垂度效应最小。考虑到几何非线性对结构动力特性有一定影响,总体上,结构振动频率减小,但对斜拉桥颤振临界风速直接相关的一阶扭转频率影响不大,影响幅度不超过2%。     

梁柱效应对大跨度斜拉桥地震响应的影响研究

斜拉桥是高柔度超静定结构,具有强烈的几何非线性行为。以一大跨度斜拉桥为例,使用MIDAS/civil2012有限元软件建立三维有限元动力计算模型,并对其动力特性进行分析。在此基础上,建立模型A（不考虑梁柱效应）和模型B（考虑梁柱效应）,其均考虑斜拉索的垂度效应和结构的大变形效应。参考JTG/TB02-01-2008《公路桥梁抗震设计细则》提供的反应谱数据,采用CQC振型组合方法对上述2组模型进行地震仿真分析并对其位移和内力进行比较。结果表明：梁柱效应对大跨度斜拉桥的动力特性有较大影响;由于梁柱效应,在地震作用下结构的位移和内力都有所增大,且纵桥向＋竖向的地震作用比横桥向＋竖向地震作用结构的梁柱效应明显。研究结论可为以后大跨度斜拉桥动力分析提供理论依据。     

斜拉桥活载几何非线性分析

介绍了斜拉桥的活载几何非线性原理及方法，并对某座斜拉桥进行活载线性和几何非线性计算，分析初始几何刚度、拉索垂度效应以及大位移效应对几何非线性的影响，分析了构件刚度及边界约束条件对斜拉桥非线性的影响。分析表明，初始几何刚度对斜拉桥的几何非线性影响最为重要．当计人初始几何刚度矩阵影响，按活载线性影响线加载法所得结果与几何非线性方法结果基本相同。当初始几何刚度不变，仅仅改变结构刚度及约束条件，对斜拉桥的几何非线性影响非常小。     

大跨度悬索桥主缆施工温度时变效应研究

大跨度悬索桥对温度场十分敏感,在主缆索股架设过程中这现象表现得尤为突出,通过对悬索桥结构温度时变效应计算理论的研究,给出了温度场布设方案及测试方法。以湖北某大跨度悬索桥为工程背景,对施工期间该桥的温度场进行了实时观测,得出了该悬索桥主塔及主缆的温度场。借助大型有限元计算程序ANSYS,通过对实测数据与理论计算结果的对比分析,验证了提出的温度场布设方案及测试方法的可行性。通过对不同温度场下的结构线形进行实时分析,得出了索塔及主缆索股在不同温度场下的线形及相应的变化规律,据此确定了的最佳调索时机,同时将分析所得的结果直接指导工程实践。结果表明:该方案及方法实用性强、精度高,具有较强的推广应用价值。     

预应力作用下箱梁桥的剪力滞效应研究

为了计算箱梁在预应力作用下的剪力滞效应,基于能量变分原理,结合预应力等效荷载法,建立了箱梁在直线、折线和曲线预应力布束方式下的剪力滞效应解析解.针对算例简支箱梁,研究了3种布束方式综合作用下箱梁的剪力滞效应,并和有限元板壳数值解进行了对比分析.以连续箱梁为例,研究了任意布束下梁体剪力滞效应的分布规律.结果表明:所提出的理论解析方法可以有效计算简支梁在预应力作用下的剪力滞效应;连续箱梁在预应力筋偏心锚固的梁端、折线布束的折角处和中支点等部位均会产生较大的剪力滞效应,由剪力滞效应产生的附加弯矩进一步增大了梁体的偏心距.     

主动加固简支T梁设计与施工实践

针对云浮市罗定石溪小桥简支T梁病害特征,根据现有试验研究成果,采用体外预应力技术主动加固,形成双向预应力结构体系,取得明显效果。     

大跨径钢筋混凝土拱桥的地震时程响应分析

针对某在建150 m跨径钢筋混凝土箱形拱桥,采用开发的基于ANSYS的大跨桥梁抗震分析计算模块进行地震加速度时程响应分析。选用天津波和EL-Centro波两种加速度时程曲线,采用一致激励和行波激励分别进行地震时程响应分析。结果表明:与一致激励相比,考虑行波效应时,拱脚弯矩、l/4截面轴力和弯矩均有显著增大,拱脚轴力、拱顶轴力和弯矩则有所减小;各部位的顺桥向位移均增加。开发的抗震分析模块应用于实际工程中效果较好。     

曲线连续梁桥的病害与温度效应

由于曲率的影响,曲线梁桥易产生弯扭耦合作用,因此曲线梁桥的内力、变形计算远比直线梁桥复杂,实际工程中也出现了不少问题。应用有限元方法,以曲线连续箱梁桥为工程背景,对温度荷载作用下曲线连续梁桥的受力与变形特点进行了分析。计算结果表明,温度作用对曲线连续梁桥的内力有显著的影响,容易产生工程病害;原公路桥涵设计规范中对混凝土箱梁竖向温度梯度的规定不够合理;箱梁顶、底板的温差效应是造成曲线连续箱梁扭转的主要因素,而整体升温则是曲线连续箱梁桥直接发生径向偏移的主要原因。这一结论将对改进曲线连续梁桥的设计,具有较强的理论与实践意义。     

瓯江特大桥钢箱梁合龙控制研究

混合梁结构多用于斜拉桥,在大跨径连续刚构桥上应用较少,且混合梁连续刚构桥研究不够深入.瓯江特大桥主桥采用大跨径混合梁连续刚构桥,由于主跨跨中存在一个大节段钢箱梁段,故在设计、施工方面与常规混凝土连续刚构桥有较大不同,同时在施工控制过程中也出现了很多新问题.在常规混凝土连续刚构桥控制方法的基础上,对钢混结合段累计位移的突变问题进行分析,得到准确预测钢混结合段安装标高的方法.对钢箱梁吊装状态进行分析,得到准确的钢箱梁加工线形.对合龙时的温度效应进行分析,把握了温度影响规律,为钢箱梁的精确合龙提供依据.     

索塔锚固区环向预应力束伸长值的影响因素和理论计算方法

针对小半径环向预应力束的伸长值多大于按照相关规范计算所得伸长值这种现象,分析了影响环向预应力束伸长值的各种因素,提出应把影响实际伸长值的因素产生的效应计入理论伸长值的计算方法中.给出了径向荷载效应引起的波纹管变形从而导致预应力束伸长值的计算公式以及由预应力束的挤压效应引起的修正系数,同时提出了由预应力束束效应导致的钢绞线受力不均匀引起的预应力束伸长值的计算方法.最后,给出了计算小半径环向预应力束理论伸长值的计算公式,并利用多个工程数据进行了验证.结果表明:小半径环向预应力束的实际伸长值与按照本文提出的理论计算方法所得的计算值比较,可以满足规范要求的±6％误差范围.     

既有钢筋混凝土梁桥可靠度分析

既有钢筋混凝土梁桥在运营过程中,由于混凝土碳化,钢筋锈蚀造成承载能力降低,影响结构的安全性。将可靠度评估中的抗力和荷载效应考虑为随时间变化的随机过程,通过对结构抗力衰减影响因素的分析,建立抗力的随机过程模型,根据统计资料建立作用在桥梁上的荷载效应模型。然后运用可靠度理论的计算方法对桥梁结构构件动态可靠度进行了分析,并对...     

用于疲劳可靠性分析的公路桥梁荷载效应研究

根据超载车辆分布较多的府店路荷栽调查资料,开展了一般运行状态和密集运行状态下的疲劳荷载谱模拟计算研究.通过公路桥梁荷载效应分析,得到了一般运行状态和密集运行状态下的应力时程曲线,利用雨流计数法建立公路桥梁应力幅谱△σ-n<,i>.根据线性累积损伤原则,推导出公路桥梁疲劳可靠性分析的等效应力幅△σ<,e>的计算公式,定义...     

基于评估荷载发生概率的在役混凝土桥梁可靠度分析方法

针对影响桥梁安全性的因素具有较多不定性的特点,应用随机可靠度理论,对在役混凝土桥梁荷载概率模型、抗力概率模型、可靠度评估流程、可靠度计算方法等方面进行了研究。基于可变荷载在评估基准期内的不同取值方式,提出了基于评估荷载发生概率和基于评估基准期荷载极大值的构件可靠度计算方法。从可靠指标的延续性出发,考虑构件抗力随时间变化,提出在役混凝土桥梁可靠度的预测方法。研究结果表明:两种方法可靠指标预测曲线规律是一致的,后者是前者的特例,且比前者偏于安全;预测初期两种方法可靠指标的计算结果与以往方法较为接近,预测后期两种方法可靠指标下降规律与以往方法基本一致。两种方法均偏于安全,对于荷载随时间增长较快的桥梁结构是适用的。