基于特征值屈曲分析的高墩大跨连续刚构桥稳定性研究

分析了1座山区高墩大跨连续刚构桥在施工期裸墩、最大悬臂阶段和成桥阶段不同结构体系状态下的稳定性差异。研究结果表明:裸墩状态下,风荷载对结构稳定的影响可以忽略;T构最大悬臂状态刚构桥稳定性风险最大,应重点控制施工误差及偶然因素的发生;墩间横系梁的设计对结构稳定性的贡献可以忽略。     

大跨柔性高墩刚构桥施工阶段抖振响应及舒适度评估

以某大跨薄壁柔性高墩连续刚构桥为工程背景,针对其最大悬臂阶段开展三维有限元分析,采用时域分析方法,研究桥梁阻尼与风攻角对桥梁抖振响应的影响,并针对桥梁响应结果开展频谱分析,评估最不利施工悬臂阶段的舒适度。结果表明,该桥最大双悬臂状态阶段在抖振作用下的舒适度指标值很小,对施工人员的安全影响不明显。     

高墩大跨曲线刚构桥最大悬臂与成桥阶段稳定性分析

以高墩大跨曲线刚构桥为研究对象,基于欧拉稳定理论,利用空间有限元法,考虑可能的不利荷载工况,对最大悬臂状态和成桥运营阶段的结构稳定性进行计算分析。研究表明：最大悬臂状态是施工过程中最不稳定的状态;对该桥结构稳定性起控制作用的是恒载,活载、风荷载、温度等对桥梁稳定影响不大或者比较小;在悬臂浇筑阶段,曲线刚构桥墩顶的横向位移显著增大,在成桥阶段时影响较小,尤其是风荷载的影响;得出高墩大跨曲线刚构桥墩高、曲率半径与稳定特征值之间的关系,为同类桥梁的设计、施工及线性监控提供参考。     

黄河壶口大桥最大双悬臂施工状态风洞试验研究

为研究大跨高墩连续刚构桥在最大双悬臂状态下的抗风性能,以黄河壶口大桥为工程背景,应用有限元数值分析方法,分析了结构的动力特性;并设计、制作气弹模型,对其进行风洞试验研究,考虑了风场类型、风偏角和阻尼比等参数的影响.结果表明:在自然风场条件下,结构最大双悬臂施工状态时,发生涡激共振和驰振的可能性很小;紊流场对应的结构振幅明显大于均匀流场的结构振幅;90°风偏角对应的3个方向振幅均最大;上游桥对下游桥有一定的遮挡效应;增大结构阻尼比能够明显地抑制结构的风致振动振幅.     

连续刚构桥施工阶段可靠性分析的支持向量机法

PC连续刚构桥采用悬臂浇筑法施工,施工过程中的结构受力状态、结构参数及外力具有随机性,为了研究PC连续刚构桥悬臂施工阶段体系可靠度,根据箱梁截面受压和受拉失效模式确定了悬臂施工阶段极限状态方程,建立支持向量机分类算法的可靠性分析计算格式,用于悬臂施工阶段可靠性分析,并应用在某高速公路大跨径PC连续刚构桥可靠性分析中,得出施工阶段可靠指标为3.719,施工荷载和梁截面尺寸的控制对桥梁施工过程中安全和质量问题至关重要,运用支持向量机法分析PC连续刚构桥施工阶段可靠度取得了良好效果,可为同类型桥梁可靠性分析提供借鉴和参考。     

山区高墩连续刚构桥施工全过程稳定性分析

为方便计算高墩连续刚构桥施工全过程稳定性,以三跨连续刚构桥为研究对象,采用Rayleigh法,通过假设失稳函数,推导了该结构施工全过程稳定系数,最后进行了算例分析和参数影响分析。研究结果表明:所推导的公式与有限元计算结果较为接近;连续刚构桥在最大悬臂阶段稳定系数最小;本文推导的公式可用于连续刚构桥在概念设计阶段选择合理的结构参数。     

大跨连续刚构桥施工阶段驰振可靠性评价

随着大跨度连续刚构桥跨径的增长,结构刚度越来越小,尤其是在悬臂施工阶段结构较柔,由风荷载引起的桥梁驰振稳定问题不容忽视,有必要对大跨度连续刚构桥进行驰振可靠性评价。本文以北山大桥为例,首先通过风洞试验来定性识别驰振发生的可能性。然后,基于现有结构可靠性理论,以桥梁驰振临界风速为结构抗力变量,以桥址处随机风速为荷载变量,建立极限状态方程,通过极限状态方程建立起大跨度连续刚构桥驰振的可靠性分析模型。文中介绍了一种新的确定桥梁驰振稳定失效概率的可靠度计算方法。最后,运用本文所确定的评价方法对北山大桥进行了驰振失效概率计算。     

高墩大跨连续刚构桥最大双悬臂施工阶段抖振分析

笔者提出一种改进的谐波合成法,利用该方法仿真得到桥位处的脉动风时程。基于Miyata T准定常气动力模型,在Ansys中引入自激力的影响,对北山特大桥最大双悬臂施工阶段进行风致抖振时域分析,侧重研究结构线性与结构非线性对高墩大跨连续刚构桥风致抖振动力响应的影响。研究结果表明:考虑几何非线性的影响,结构抖振响应略大于线性情况下的响应;在设计基准风速下高墩大跨连续刚构桥表现出一定的几何非线性行为;将脉动风荷载作用下的结构响应值和静、阵风荷载作用结果比较,得到脉动增大系数。     

大跨连续刚构桥施工阶段稳定分析

结合四川在建的新民岷江特大连续刚构桥工程实例,考虑结构的几何非线性、材料非线性和初始缺陷,对该桥最大悬臂施工状态下结构的稳定性进行了数值分析。计算得到了该状态下结构的稳定系数、屈曲模态和墩底截面的极限承载力,并提出了大桥施工过程中加强稳定性的措施。     

多跨连续箱梁施工仿真及稳定性分析

以张公庙大桥为工程背景,运用MIDAS/Civil对多跨连续箱梁施工过程进行仿真分析,计算结构在最大悬臂阶段、边跨合龙阶段、次中跨合龙阶段、二期恒载阶段的应力和变形,并对最大悬臂状态及地震作用下的稳定性进行分析。结果表明,各典型施工阶段该桥主梁内力及变形均符合规范要求,最大悬臂状态及地震作用下结构满足承载力要求。     

等梁高曲线刚构桥悬臂施工阶段内力精确计算公式

现代大跨刚构桥梁的建设手段基本采用悬臂施工法,悬臂阶段结构内力的计算准确性将是确定保证桥梁安全的重要条件。本文将结合实例推导弯桥施工阶段的精细内力计算公式,以期达到在理论上对弯桥内力的更深入认识。     

钢管混凝土超高墩连续刚构桥施工稳定性分析

建立了劲性骨架钢管混凝土超高墩连续刚构桥施工过程的稳定有限元模型。分析了刚构桥最大悬臂阶段与施工过程中稳定系数的变化,对比了加强左右幅桥梁横向联系后稳定系数的变化。并对提高劲性骨架钢管混凝土超高墩连续刚构桥的施工稳定性提出了建议。     

高墩大跨度连续刚构桥施工稳定性分析

对于高墩大跨度连续刚构桥,随着墩高的增加其施工难度将逐渐加大,施工过程中的安全问题,尤其是高墩带来的稳定性问题将逐渐凸显,对其进行施工阶段的稳定性分析十分必要。本文依托某高墩大跨连续刚构桥,结合其施工过程和结构体系特性建立有限元模型,对施工阶段不同荷载作用下的第一类及第二类稳定性进行分析以明确结构整体安全特性,可为同类桥梁的设计提供参考。     

单跨大跨度现浇刚构人行桥舒适度分析

刚构桥是桥梁设计中较为成熟、应用比较广泛的桥型,但一般情况下,大跨度刚构桥以车行桥为主,很少对人行工况下的舒适度进行验算。目前在城市建设中的大跨度人行桥大多采用钢结构或组合结构桥梁,但是在一些特殊的情况下,现浇结构有其不可替代的优势。以单跨50 m刚构桥为例,介绍了单跨大跨度现浇刚构人行桥的舒适度验算方法,为类似工程提供经验参考。     

大跨连续刚构桥下击暴流作用效应试验研究

为研究大跨连续刚构桥在下击暴流水平风速作用下的风振响应,开发了一套在大气边界层风洞中模拟下击暴流水平风速的试验装置。下击暴流水平风速剖面通过调节置于风洞中的斜板竖向位置与倾角来模拟,下击暴流时间特性通过控制两侧水平开合板运动的速度、角度来模拟。以广东虎门大桥辅航道桥为工程背景,设计并制作几何缩尺比为1：200连续刚构桥最大双悬臂状态气弹模型,进行了下击暴流瞬态风场、下击暴流稳态风场和大气边界层B类风场下连续刚构桥最大双悬臂状态气弹模型风洞试验,对不同风场下桥梁结构风致振动位移响应进行了对比分析。结果表明：采用下击暴流模拟装置在大气边界层风洞中所模拟的下击暴流水平风剖面与下击暴流经验风剖面吻合较好;采用下击暴流模拟装置实现了下击暴流风速时间特性的模拟,所模拟的下击暴流瞬态风场湍流度与目标值总体接近。在下击暴流瞬态风场下桥梁梁端横桥向位移响应时变均方根最大值约为在B类风场下梁端横桥向位移响应均方根值的2.7~6.8倍;在下击暴流稳态风场下桥梁梁端横桥向位移响应时变均方根最大值约为在B类风场下梁端横桥向位移响应均方根值的70%~230%。在下击暴流瞬态风场下桥梁梁端竖向位移响应时变均方根最大值约为在B类风场下梁端竖向位移响应均方根值的2.3~5.3倍;在下击暴流稳态风场下桥梁梁端竖向位移响应时变均方根最大值约为在B类风场下梁端竖向位移响应均方根值的90%~260%。     

连续刚构桥整体稳定性的理论分析和数值计算

针对连续变截面桥墩,应用能量法推导了失稳特征值的通用计算公式.应用有限元软件SAP2000,对一座5跨预应力连续刚构桥进行了全过程特征值稳定性分析.分析表明,3#墩最大悬臂施工状态失稳特征值最小,为桥梁的最危险状态.针对3#墩,应用通用公式计算了各个施工工况的失稳特征值,并与数值模拟值进行对比.结果显示,理论计算结果约...     

连续刚构桥长悬臂施工状态抗风临时措施比较

连续刚构桥长悬臂施工状态结构具有大、轻、柔的特点,阻尼下降,因而对风的作用十分敏感,风致振动对结构影响较大。在研究国内外连续刚构长悬臂状态下抗风临时措施应用基础上,针对某海峡大桥长悬臂施工状态提出五种抗风临时措施,建立有限元模型比较不同措施下风槽钢连接的措施能最大程度降低结构响应,大大提高结构抗风性能,这对连续刚构长悬臂施工状态风振控制具有一定的借鉴意义。     

具有初始缺陷的薄壁高墩稳定性研究

针对有初始缺陷的薄壁高墩大跨径连续刚构桥在施工阶段的稳定性问题展开研究,以沪蓉西高速公路宜恩段野三河大桥为工程背景,采用一致缺陷模态法,以桥墩的一阶屈曲模态为基础,计算分析单肢薄壁高墩分别在具有单向和双向初始几何缺陷时的稳定承载能力,得出初始几何缺陷对高墩稳定性的影响规律,发现纵桥向的初始几何缺陷较横桥向对稳定承载力的影响更大;当引入双向初始几何缺陷时,单肢薄壁高墩的稳定承载力较仅含单向初始几何缺陷时迅速下降。在对含初始几何缺陷薄壁高墩稳定承载力计算结果进行总结的基础上,对山区高墩垂直度控制给出参考建议,研究了局部材料缺陷对高墩稳定性的影响效应,找出局部材料缺陷出现的最不利位置。研究成果可为具有初始缺陷的桥墩稳定性研究提供参考。     

山区峡谷非均匀风场下大跨度斜拉桥静风稳定性分析

为研究山区峡谷地形下非均匀风场对大跨度桥梁静风稳定性的影响,以一座跨越典型山区峡谷地形的大跨度斜拉桥为工程背景,首先,采用计算流体动力学（CFD）软件Fluent对桥址区地形的风场特性进行分析,计算出沿主梁方向的非均匀风速和非均匀风攻角分布;然后,采用ANSYS APDL技术实现能考虑非均匀风速和非均匀风攻角下大桥静风稳定性的非线性分析方法。在此基础上,综合考察非均匀风攻角分布、非均匀风速分布、非均匀风速非均匀风攻角分布等风场条件对大桥静风稳定性的影响,分析各工况下主梁的静风变形与跨中处拉索刚度变化。研究结果表明：与均匀风场条件下的静风响应不同,非均匀风攻角或非均匀风速下主梁静风响应最大值点位于风荷载峰值点与跨中之间,在针对非均匀风场下大桥的静风稳定性分析时,应更注重静风响应最大值点而不是跨中处;非均匀风攻角下大桥的静风失稳临界风速要远低于均匀风攻角的静风失稳临界风速,且其静风稳定性能主要受最大风攻角而不是主跨部分非均匀风攻角的平均值来控制;非均匀风速下大桥的静风失稳临界风速主要由主跨部分的风速平均值和最大值共同影响;主梁的竖向位移和扭转角形状主要由风攻角因素来控制,而横向位移的变化规律相对较独立,其形状基本上以跨中线对称,且其值主要由风速因素来决定。