曲线斜拉桥主梁扭矩分布优化及试验验证

为获得工程可应用的曲线斜拉桥主梁扭矩分布优化的简易方法,根据曲线斜拉桥的力学特点,由初等静力学关系建立其主梁扭矩分布计算的简化模型,在此基础上提出采用设置曲线内、外侧斜拉索不对称初张力和调整支座位置的联合优化方法,实现曲线斜拉桥主梁扭矩分布的优化。给出联合优化方法的实现流程,以某座混凝土Π形主梁曲线斜拉桥为工程背景,分别采用有限元数值分析及模型试验验证该方法的正确性和可行性。结果表明:该方法能有效改善曲线斜拉桥主梁扭矩分布及曲线梁段不平衡的支座反力分布,将其应用于实际工程正确、可行。该方法分析过程简单、易于操作、经济实用、效率较高。     

宁波招宝山斜拉桥主梁局部拆除缆索施工

宁波招宝山斜拉桥因在施工中出现主梁压溃断裂事故,在恢复设计功能时须拆除部分主梁和斜拉索.介绍了斜拉索放松及拆除设备、索力放松调整及斜拉索拆除方法.     

随机车辆荷载作用下大跨径斜拉桥拉索损伤诊断方法

针对分布式布里渊光纤感测技术在斜拉桥结构损伤诊断中的应用问题，提出了随机车辆荷载作用下大跨径斜拉桥拉索损伤诊断方法。首先，以南京长江三桥为工程背景，基于蒙特卡洛方法、车辆荷载模型及泊松过程理论建立了斜拉桥索力及主梁应变的概率模型。其次，通过主梁应变数据在斜拉桥拉索损伤前后分布规律的变化，提出了基于应变样本空间马氏距离的斜拉桥拉索损伤诊断方法。最后，采用ANSYS有限元模拟随机过程，对所提方法进行验证。研究表明：在随机车辆荷载作用下，主梁应变数据服从正态分布；斜拉索发生损伤后，主梁应变数据的分布规律会发生变化；所提方法能够有效判别斜拉桥拉索损伤，可为分布式布里渊光纤感测技术在大跨径桥梁结构健康监测中的应用提供理论方法支持。     

七塔预应力混凝土部分斜拉桥结构性能研究

采用有限元法分析多塔预应力混凝土部分斜拉桥的结构性能。同斜拉桥一样,部分斜拉桥可以通过优化拉索初张力,确定其合理成桥状态,并通过优化施工方案,保证结构安全、受力合理。部分斜拉桥的拉索主要承担恒载,活载主要由主梁承担;活载作用下斜拉索最大应力幅位于边跨最外侧的斜拉索,已接近斜拉桥拉索应力幅;塔顶水平位移与相邻塔的变形相互影响较小。以大广高速公路开封黄河大桥为例,通过改变结构为连续梁桥和斜拉桥体系后,对比分析3种结构体系活载作用下的结构性能,得知:从连续梁桥、部分斜拉桥到斜拉桥,结构体系整体刚度逐渐增大,主梁承受的弯矩逐渐减小、结构变位逐渐减小、结构各阶自振频率逐渐增大。     

部分斜拉桥构造设计

部分斜拉桥构造与连续梁桥构造和斜拉桥构造有相似之处,但由于其自身独特的结构特点,使其独具鲜明的构造特色。本文通过对国内外已建多座部分斜拉桥构造研究,总结分析了部分斜拉桥主要构件主梁、索塔、斜拉索的构造特性和设计方法,供部分斜拉桥设计参考。     

苏拉马都跨海大桥主桥斜拉索锚固性能研究

斜拉索是斜拉桥的重要组成部分,显示了斜拉桥的特点.斜拉桥桥跨结构的重力和桥上活载,绝大部分通过斜拉索传递到塔柱上.斜拉索在主梁和桥塔上的锚固区,是斜拉索与主梁和索塔的连接点,起着至关重要的作用,结合苏拉马都跨海大桥主桥的设计情况,对斜拉索索梁、索塔锚固区进行分析研究,对斜拉索锚固区的设计有重要的指导意义.     

曲线斜拉桥地震响应分析

曲线斜拉桥是主梁沿线路走向呈曲线型布置的斜拉桥,由于其具有曲线形的主梁,从而在弯扭耦合效应下表现出空间耦联性。这使得塔、梁、索三者组成的整体结构在动力作用下的受力状态变得十分复杂。因此选取某曲线斜拉桥作为工程依托,建立其有限元模型,利用反应谱法分析得出了其最不利地震动入射角度,并且分析研究了主梁圆心角和塔梁连接形式对该曲线斜拉桥动力特性以及位移和内力响应的影响规律。     

基于主梁受力特点的部分斜拉桥合理成桥状态确定方法研究

为确定部分斜拉桥合理成桥状态,以斜拉桥主梁竖向受力特征为基础,对部分斜拉桥主梁竖向受力特点、典型特征参数进行分析,据此提出部分斜拉桥的合理成桥状态目标为主梁体外预应力和体内预应力的最优配置,并以武汉三官汉江大桥为背景进行实例分析。结果表明:常规斜拉桥主梁是传递桥面活载、平衡斜拉索水平分力的加劲梁,索力恒载比γ_c为0.75～0.92;部分斜拉桥主梁受力以受弯为主,索力恒载比γ_c为0.34～0.43,部分斜拉桥斜拉索可视为主梁的体外预应力;借助索力恒载比γ_c,以体外、体内预应力作用和恒载作用下主梁竖向弯矩相平衡为原则,快速确定了武汉三官汉江大桥合理成桥状态(γ_c=0.36),改变γ_c对该桥斜拉索竖向荷载分担率β基本没有影响,该桥墩顶区索力的弯矩等效偏心距最大值是体内预应力的12.65倍,斜拉索作为体外预应力平衡墩顶负弯矩的效率高。     

斜拉桥索梁耦合振动研究

研究了斜拉桥发生索梁耦合共振的机理与条件,充分考虑了拉索振动的几何非线性、垂度与桥面刚度的影响,建立了索梁耦合振动的数值计算模型.计算结果表明,拉索发生大幅振动与斜拉桥主梁的刚度以及拉索本身的振动特性有关,拉索可能在主梁振动的作用下发生1∶1的主共振或2∶1的主参数共振.根据计算结果讨论了这两种共振的性质,提出了抑制索梁耦合共振的方法.     

大跨度结合梁斜拉桥温度场及温度效应分析

为研究大跨度结合梁斜拉桥的温度场及所产生的效应,以望东长江公路大桥为背景进行分析。基于该桥结构健康监测系统1年的温度监测数据,分析该桥日照温度场分布规律,提出结合梁、桥塔竖向温度梯度以及斜拉索与桥塔、主梁温差的计算模式;采用该计算模式得到的温度荷载,对结构的温度变形效应进行有限元分析;最后通过EMD法提取主梁主跨跨中受温度影响的挠度响应。结果表明:钢主梁的竖向温差较小;斜拉索与桥塔、主梁的温差较大,对主梁挠度温度效应起决定作用;采用空间杆系单元建立的斜拉桥模型在温度荷载作用下的挠度计算值偏保守。     

大跨独塔部分斜拉钢桁梁桥施工仿真分析

重庆千厮门嘉陵江大桥主桥为公轨两用钢桁梁部分斜拉桥,跨径布置为88 m＋312 m＋240 m＋80 m。作为国内首座重载公轨共建钢桁梁斜拉桥,千厮门嘉陵江大桥主梁刚度大,斜拉索索力大,索力调整困难,为此提出斜拉索1次张拉到位的总体施工方法,并通过仿真分析实现施工方案优化。现场应用表明斜拉索1次张拉到位施工方法可简化施工步骤,提高工效。     

车辆荷载作用下部分斜拉桥拉索疲劳可靠度研究

鉴于我国《公路斜拉桥设计规范》未对部分斜拉桥拉索的允许应力值作具体规定，因此，为定量地研究车辆荷载作用下部分斜拉桥拉索的疲劳可靠度，在分析斜拉索应力时程的基础上，依据等效疲劳损伤原理，对车辆荷载作用下部分斜拉桥拉索疲劳可靠度进行了研究。通过假定结构疲劳寿命服从威布尔分布，推导出了疲劳可靠度公式和疲劳可靠指标β值，得到了运营车辆组成的模型车辆荷载频值谱，并以某部分斜拉桥为实例进行了验证。结果表明，部分斜拉桥设计中，拉索强度允许应力值是合理的，不会对拉索产生疲劳破坏，因此，可供其他桥梁疲劳设计或疲劳损伤验算时参考。     

三塔斜拉桥结构刚度参数敏感性研究

针对三塔斜拉桥在活载作用下的结构刚度问题,以5种跨径三塔斜拉桥为分析对象,通过改变主梁、斜拉索、索塔等主要构件刚度值,计算结构在活载作用下的结构刚度差异,研究了三塔斜拉桥竖向刚度及边塔、中塔纵向变位刚度的影响。研究结果表明:增加索塔刚度尤其是中塔刚度对提高大跨径三塔斜拉桥的结构刚度更经济有效,而对于小跨径的三塔斜拉桥来说,则可通过改变主梁或斜拉索的刚度来实现。斜拉索的刚度对边塔纵向变位刚度的影响较为明显,主梁次之。中塔刚度对中塔纵向变位刚度的影响较为明显,而边中塔刚度同时增加与仅增加中刚度的影响效应相差不到5%。     

斜拉索腐蚀损伤下斜拉桥体系可靠度研究

拉索腐蚀疲劳累积损伤是威胁斜拉桥运营安全的关键因素,导致斜拉桥运营期的换索次数多且换索成本高。为了准确评定斜拉索腐蚀疲劳损伤对斜拉桥结构安全的影响,从结构体系可靠性角度探索拉索腐蚀疲劳损伤的概率传递模型。分析了斜拉索腐蚀疲劳损伤对结构体系可靠度的影响规律,从而为换索决策提供依据。研究结果表明,疲劳和疲劳腐蚀效应共同作用下的拉索在20 a服役期内的强度系数分别为0.928和0.751,斜拉索抗力退化将导致斜拉桥主要失效路径变化,主梁索间距为30 m的斜拉桥在服役期的13 a,主要失效模式从由主梁弯曲失效转移至斜拉索强度失效,导致后期的结构体系可靠指标快速下降。     

法国埃洛恩河斜拉桥

从主梁、桥塔、斜拉索、桥墩、桥梁基础、桥塔与主梁的嵌固、斜拉索的锚固和风荷载八个部分介绍了法国埃它是目前世界上跨度最大的单索面混凝土斜拉桥。     

矮塔斜拉桥塔高优化分析

通过大型通用有限元分析软件Midas/Civil建立模型,在索力影响矩阵的基础上,以斜拉索初张力为目标,建立矮塔斜拉桥塔高优化模型,分析了塔高变化对主梁内力产生的影响,并对兰州小西湖黄河大桥塔高进行了优化计算分析.结果表明,在不增加斜拉索总面积和基本不改变配索量的前提下,通过合理调整斜拉索的初张力可以达到优化塔高的目的,其优化效果非常明显.矮塔斜拉桥的塔高降低且斜拉索初张力采用优化值后,全梁的挠度图、弯矩图更平顺,可以改善矮塔斜拉桥主梁的受力性能.对于PC矮塔斜拉桥而言,塔跨比在0.08～0.125之间,结构整体受力合理,在0.11时,斜拉索在其容许应力范围内利用率最高.     

独塔单索面斜拉桥主梁扭转性能研究

独塔单索面斜拉桥,斜拉索对主梁抗扭不起作用。为了分析此类桥梁主梁的抗扭问题,以恩施施州大桥为研究对象,采用通用有限元程序ANSYS进行仿真分析,计算出模型在不同荷载工况作用下扭转畸变的效应。分析所得的结论对单索面独塔斜拉桥的设计和施工有一定指导意义。     

鳌江特大桥索梁锚固区受力分析及结构优化

鳌江特大桥主桥为主跨320m的双塔双索面钢-混组合梁斜拉桥,斜拉索在主梁上采用钢锚箱锚固。为研究索梁锚固区的应力分布,防止应力集中,改善锚固区受力,采用ANSYS软件建立钢锚箱及其对应的主梁边箱节段锚固区的三维实体有限元模型,分析锚固区的受力特性,并分析锚固区关键板件厚度及斜拉索索面倾角调整的2步优化方法。结果表明:锚箱盖板与箱梁腹板衔接处存在较高的应力集中区,受力不利;调整锚固区关键板件厚度可有效降低锚固区的应力水平,使钢锚箱和箱梁腹板受力更均衡、合理;调整拉索索面倾角可使锚固区受力有一定改善,但效果有限,且会影响到桥塔和主梁的总体布置。该桥实际施工采取调整锚固区关键板件厚度的优化方法,改善了钢锚箱的应力集中现象,钢锚箱受力合理,满足设计要求。     

部分斜拉桥斜拉索设计方法研究

部分斜拉桥结构体系具有斜拉桥和连续梁桥的双重结构特性,其主要承重构件斜拉索的设计与斜拉桥斜拉索有不同之处,本文介绍了部分斜拉桥拉索、索鞍的构造特点及锚固方式,研究了部分斜拉桥斜拉索静力强度的允许应力[σ]=0．6R^b的合理性和以此值作为应力上限的200万次循环荷载作用下拉索的抗疲劳强度。通过两座部分斜拉桥拉索的疲劳试验结果,验证了本文介绍的疲劳强度设计方法的正确性。     

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。