考虑刚性拉杆扭转的斜拉桥侧向弹性稳定性

以单承重面刚性拉杆斜拉桥为研究对象,基于主梁刚度无穷大的假定和能量原理推导出带有刚性拉杆考虑扭转变形时斜拉桥侧向弹性稳定系数的解析计算公式.通过对同一算例分别用推导公式、有限元法及其它近似计算公式进行对比计算,推导公式的正确性得到了验证;同时对斜拉桥的结构参数进行分析,讨论了它们对桥塔侧向弹性稳定性系数的影响规律.结果表明:计入刚性拉杆扭转变形后,桥塔侧向弹性稳定系数有所提高,更接近实际情况;桥塔的抗弯刚度对考虑非保向力效应的桥塔侧向弹性稳定性影响较大;当桥塔抗弯刚度较小时,拉杆抗扭刚度对桥塔侧向弹性稳定性影响较大.     

多跨斜拉桥双钢管-混凝土组合结构桥塔静力与抗震研究

为研究双钢管-混凝土组合结构桥塔在多跨斜拉桥中的应用,以一座7塔8跨斜拉桥模型为背景,对双钢管-混凝土组合结构桥塔的静力及抗震性能进行分析.采用极限状态设计法检验桥塔的安全性,在中等强度地震波和超强地震波作用下,通过比较桥塔横梁处主梁在纵向可移动连接、线弹性连接及双线弹性连接3种支承条件下的地震响应评估桥塔的抗震性能.分析结果表明:隔跨布置活载引起的主梁及桥塔弯矩大于满跨布置荷载引起的主梁及桥塔弯矩;桥塔越高产生的位移和弯矩越小;塔顶响应和塔底弯矩在可移动支承条件下最大,在双线弹性连接条件下最小.双钢管-混凝土组合结构桥塔适用于多跨斜拉桥,主梁与桥塔横梁处采用双线弹性连接方式,桥塔的抗震性能最好.     

半飘浮体系斜拉桥荷载试验有限元分析影响因素研究

针对半飘浮体系斜拉桥荷载试验初始有限元模型计算值与实测值存在偏差的情况,以某独塔四索面斜拉桥为例,分别考虑桥面铺装、弹性模量和支座摩阻及3种因素组合影响对该桥初始模型进行修正,对比荷载试验实测值、初始模型及修正模型计算值,分析上述因素对有限元模型计算值的影响。结果表明:对于半飘浮体系斜拉桥,桥面铺装和弹性模量对有限元模型计算结果有一定的影响,支座摩阻的影响最大;考虑支座摩阻后,主梁应变及挠度校验系数分别提高了13%、21%,并解决了初始模型中出现的计算位移方向与实测方向相反的问题。同时考虑3种因素修正模型后,应变校验系数为0.77～0.96,挠度检验系数为0.97,主梁和桥塔纵向位移计算值也与实测值吻合良好。     

超高桥塔结构偏心距增大系数计算方法

针对采用既有规范经验公式计算超高桥塔偏心距增大系数过于保守的问题,对超高桥塔偏心距增大系数的合理计算方法进行研究。基于稳定屈曲理论,推导基于铰接杆、悬臂杆偏心距增大系数的解析表达式;结合桥塔力学行为和偏心距影响系数α,提出更适用于超高桥塔结构的公式算法。依据桥塔的弹性屈曲模态和施工控制精度,构建了桥塔各节点初始缺陷坐标函数,提出了考虑初始缺陷的偏心距增大系数有限元计算方法。以常泰长江大桥为例,对比有限元算法、所提出的公式算法和规范算法下的偏心距增大系数,结果表明:几何非线性效应是偏心距增大系数的主要影响因素;规范算法数值偏大,过于保守;所提出的公式算法与有限元算法吻合度较高,可用于超高桥塔的设计。     

多塔悬索桥中间桥塔结构顺桥向弹性稳定简化分析方法

为解决多塔悬索桥中间桥塔顺桥向线弹性稳定性简化分析问题,以一座两主跨相等的三塔两跨悬索桥为背景,提出单主跨满布活载和两主跨满布活载2种极限加载工况下中间桥塔顺桥向弹性稳定简化分析方法。该方法将主缆结构对中间桥塔的约束作用等效为一对非线性弹簧,基于加载条件下缆索刚度的变化规律及梁的平衡微分方程,分析了单主跨满布活载和两主跨满布活载2种极限加载工况下中间桥塔的弹性稳定性问题,并将分析结果与有限元计算结果进行了对比。结果表明:多塔悬索桥中间桥塔结构在单主跨满布活载工况下,不会发生整体弹性屈曲失稳;两主跨满布活载工况下,稳定验算解析公式求得的稳定系数与有限元计算结果相差约7%,且偏于安全,能够满足初步设计和结构选型的要求。该方法具有一定的精度,适用于桥塔结构的结构选型和初步设计。     

公铁两用斜拉桥塔梁结合处焊接细节热点应力分析

为了确立热点应力的有效计算方法、获得节点焊缝周围的应力分布规律,以郑州黄河公铁两用钢桁主梁斜拉桥为研究背景,在全桥整体及桥塔与主桁局部结合部位有限元应力分析的基础上,把桥塔焊趾处局部有限元模型作为粗糙模型(原始模型),将中桁上弦顶板与桥塔结合处的焊趾模型从粗糙模型中“萃取”出来,采用外推法计算热点应力集中系数;分析边界条件、网格划分对热点应力集中系数的影响.分析结果表明,边界条件对计算结果影响不明显;网格划分对计算结果影响较大,但网格细化到一定程度以后,由单元划分密度引起的计算结果差异不到0.5％.     

郑州龙湖鼎形斜拉桥设计与分析

以郑州龙湖鼎形斜拉桥为背景，对桥梁的方案构思、桥塔造型和总体结构设计等进行了详细介绍；并采用MIDAS CIVIL软件空间杆系有限元的方法，对桥梁结构在施工状态和运营状态进行了静力计算分析，同时针对斜拉桥4种不同的荷载作用工况进行了整体稳定性分析。结果表明：桥梁总体造型美观，结构设计合理，桥塔和主梁静力验算结果满足设计要求；桥梁结构的第一阶失稳模态对应的稳定安全系数为30左右，整体稳定性满足要求，且失稳模态主要表现为桥塔横向面外失稳。     

基于静载试验的刚架拱桥荷载横向分布系数分析

以一座刚架拱桥——团结桥为背景,利用有限元软件建立空间模型,对其荷载横向分布系数进行分析,并与弹性支承连续梁法的计算值、实桥静载测试结果相比较,分析刚架拱桥荷载横向分布系数的变化规律,为刚架拱桥的检测与设计提供参考.     

基于环境振动试验的洞庭湖大桥主塔模型修正

桥塔是影响大跨径桥梁动力特性的重要部分之一,该文以洞庭湖大桥岳阳侧桥塔为研究对象,对其进行了环境振动试验,利用频域法进行了模态参数识别,获得了前6阶频率。建立了桥塔的梁单元、梁-实体单元有限元模型,并对模型计算结果进行了比较。选择梁-实体单元模型作为初始有限元模型,采用灵敏度方法进行了模型修正。修正后参数取值合理,频率误差明显减小,误差均小于3%,表明修正后的参数与实际值接近,得到了符合实际的岳阳侧桥塔基准有限元模型。     

基于ANSYS的双套拱塔斜拉桥桥塔局部稳定性分析

基于ANSYS对某实际双套拱塔斜拉桥3种桥塔标准尺寸的截面进行特征值屈曲分析,得到3种截面的三阶失稳模态,通过和规范进行对比得到3种尺寸的组合截面稳定安全系数。组合截面钢桥塔极限承载力较大,极限状态下压应力分布更加合理。计算结果表明:双套拱塔斜拉桥桥塔三种板厚节段的屈曲特征值最小值出现在板厚40mm时,数值为7. 33 4,局部稳定满足要求。该双套拱塔斜拉桥桥塔在运营阶段不会出现失稳现象。     

斜拉桥的稳定性分析

利用有限元方法,将斜拉桥的主梁和桥塔离散成三维板壳单元,用悬链线索单元来考虑斜拉索的非线性影响,对大跨度斜拉桥的稳定性进行了分析,所建立的有限元分析方法,在大跨度斜拉桥的稳定性分析中具有一定的实用价值。     

曲塔混合梁斜拉桥的非线性稳定分析

介绍了曲塔混合梁斜拉桥的结构形式和稳定性分析方法。根据曲塔混合梁斜拉桥的受力特点,建立斜拉桥施工阶段几何非线性分析的有限元模型,完成了斜拉桥施工过程的仿真分析。在考虑了几何非线性和材料非线性效应的基础上,进行斜拉桥施工阶段和成桥状态的稳定性分析。结果表明,几何非线性对结构整体稳定性影响显著,在考虑几何非线性效应的基础上,材料非线性对稳定性的影响可忽略不计。     

横撑对大跨径斜拉拱桥力学性能的影响

以湘潭湘江四大桥为工程背景,分析了横撑对斜拉拱桥稳定、自由振动和抗震等力学性能的影响.首先,基于ANSYS有限元软件,建立了湘潭湘江四大桥的空间有限元模型.其次,从斜拉拱桥的特值屈曲和非线性屈曲两个方面来研究横撑对斜拉拱桥的稳定安全性和极限承载能力影响;用模态分析方法研究了横撑对斜拉拱桥的自振特性的影响;在非一致激励条件下,研究了横撑对斜拉拱桥抗震性能的影响.通过以上研究得出:较大的横撑刚度有利于斜拉拱桥稳定性的提高,但同时降低了结构的抗震性能.     

忠县长江大桥动力特性分析

结合忠县长江大桥的工程实例,建立全漂浮体系斜拉桥的空间有限元分析模型。用子空间迭代法对该桥的动力特性进行计算,采用时程分析法研究该桥的抗震性能,利用经验公式分析此桥的抗风稳定性能,为大跨径斜拉桥抗风和抗震设计提供依据。     

世界第一高钢桁梁斜拉桥动力特性试验研究

以跨径为720 m、桥面距地面516 m的世界第一高钢桁梁斜拉桥—北盘江大桥为例,采用有限元软件MIDAS/CIVIL2016建立有限元模型,进行大桥自振特性理论分析。介绍了钢桁架斜拉桥动力荷载试验方法和过程,对大桥的固有频率、动应变等实测参数与理论进行了对比。试验结果表明,大桥数值分析与实测数据吻合较好,实测整体刚度大于理论刚度,具有一定的安全储备,结构受力特性正常,可为同类钢桁梁斜拉桥检测评定提供参考。     

斜拉桥顺桥向水平振动频率的实用估算方法

研究斜拉桥成桥自振频率,采用双质点法建立顺桥向水平振动分析模型,推导出纵飘计算公式,并将公式进行简化,得到实用估算公式。采用Midas Civil软件用有限元法分别对齐河黄河大桥等建立三维有限元模型,根据成桥阶段模态测试结果,对比分析有限元分析、双质点法、双质点模型估算公式和现场模态测试结果,表明了有限元法能够精确模拟桥梁实际受力状态,而双质点法和估算公式为斜拉桥在方案设计阶段抗震抗风性能的快速判断提供参考。     

多维地震激励作用下大跨度斜拉拱桥的随机响应

以一种新颖钢管混凝土拱桥-斜拉钢管混凝土拱组合桥为研究对象,通过建立空间结构有限元模型,利用子空间迭代法得到结构的自振特性,并运用随机响应理论分别对该桥在纵向激励、纵＋竖向激励、纵＋横向激励、纵＋竖＋横向激励等4种工况作用下的地震响应与相同跨径的中承式钢管混凝土拱桥进行了对比分析。分析结果表明,地震横向激励对斜拉拱桥的响应特性有较大的影响,在多维随机地震激励作用下,由于斜拉索的存在使得斜拉拱桥的横向抗震性能优于相同跨径的中承式钢管混凝土拱桥,这为大跨度斜拉拱桥的抗震设计和研究提供了理论依据。     

主跨330m某高速公路双塔斜拉桥成桥索力确定与稳定性分析

采用Midas/civil有限元软件,对某高速公路主跨330 m双塔斜拉桥进行了计算分析.基于最小弯曲能法确定了该桥合理成桥状态,并根据无应力索长进行了施工过程正装分析,最后,依据现行规范,对该桥进行了应力、挠度、动力特性和稳定性验算,计算结果可为相关研究提供参考.     

碳纤维复合材料索斜拉桥的设计与测试

为了解碳纤维复合材料（CFRP）索斜拉桥的结构性能、施工技术以及长期性能,进行了中国首座CFRP索斜拉桥的设计和应用研究。阐述了该桥主要部件的设计要点,采用有限元法分析了其整体受力性能;结合该桥的建造,研究了中等长度CFRP拉索的制备工艺和安装工艺;根据施工过程仿真分析结果,提出拉索的张拉方案,并在拉索张拉期间,对主梁、主塔及拉索进行了全面的测试。测试结果表明,测试值与理论值吻合良好,CFRP拉索中各根筋材受力均匀性很好。该桥在建造期间的测试、分析以及经过2年多的使用充分表明,CFRP拉索在中国斜拉桥上的初次应用是成功的。