斜拉桥技术发展综述

追溯斜拉桥的发展历史,归纳斜拉桥的工程实例,从结构受力角度分析斜拉桥的类型。通过讨论斜拉桥的设计计算要点,总结斜拉桥的施工方法和施工控制方法。在此基础上,对斜拉桥的发展前景进行了展望。     

拉索对斜拉桥体系面内弯曲频率的影响分析

在推导斜拉桥体系面内弯曲频率的基础上,引入斜拉桥体系拉索影响系数,反映斜拉桥体系的拉索对面内弯曲频率的影响,通过斜拉索影响度的概念定量分析拉索对斜拉桥体系弯曲频率影响的相对量值。通过对四座斜拉桥体系的对比分析,证明用斜拉索影响系数及斜拉索影响度的概念可以更直观反映矮塔斜拉桥与常规斜拉桥动力性能的差异。这个结论对认识矮塔斜拉桥与常规斜拉桥二者的受力特性有一定的参考意义。     

波形钢腹板部分斜拉桥受力性能分析

为探讨200m跨径范围内波形钢腹板部分斜拉桥的适用性,采用有限元分析,对比研究了跨径布置相同、承受荷载能力相当的波形钢腹板部分斜拉桥、混凝土部分斜拉桥、波形钢腹板斜拉桥和波形钢腹板连续刚构桥4种结构形式桥梁各主要构件的受力性能。结果表明:波形钢腹板部分斜拉桥主梁的结构形式及受力特性介于波形钢腹板连续刚构桥和波形钢腹板斜拉桥之间,更接近于连续刚构桥;与同跨径混凝土部分斜拉桥相比,波形钢腹板部分斜拉桥自重减轻,主梁结构更轻型化;混凝土部分斜拉桥与斜拉桥的界定方法和斜拉索容许应力的取值方法同样适用于波形钢腹板部分斜拉桥。     

矮塔斜拉桥静力性能的有限元分析

矮塔斜拉桥是近年来兴起的一种新型的桥梁,就其结构特性介于斜拉桥和连续梁之间,矮塔斜拉桥的整体刚度主要由梁体提供,斜拉索主要起体外预应力的作用。如果把连续梁桥归类于刚性桥型,把斜拉桥归类于柔性桥型,则矮塔斜拉桥为一种刚柔相济的新桥型。以ANSYS10.0建立有限元模型,通过对矮塔斜拉桥、连续刚构桥、斜拉桥作静力性能的对比分析,探究矮塔斜拉桥的力学特性,以便今后作为借鉴。     

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。     

小西湖矮塔斜拉桥的特征参数研究

结合小西湖双塔三跨斜拉桥活载作用下的结构反应,引入斜拉索荷载效应影响度的概念定量分析了矮塔斜拉桥斜拉索作用的实质,并据此提炼出能综合反映矮塔斜拉桥结构及受力特征的参数———矮塔斜拉桥特征参数;用斜拉索荷载效应影响度与矮塔斜拉桥特征参数的相关性定量描述矮塔斜拉桥的特点,对进一步认识矮塔斜拉桥的结构性能有一定的参考意义。     

江顺大桥索塔施工控制技术

索塔结构是斜拉桥的主要承重结构,索塔的施工质量直接关系到斜拉桥主体结构的安全。结合广东省内最大跨径斜拉桥江顺大桥施工,介绍斜拉桥索塔施工控制的关键技术。     

1 000 m级CFRP索斜拉桥静力特性分析

通过具体算例采用有限元法分析CFRP索斜拉桥的各非线性因素的影响量,并与钢索斜拉桥进行对比。鉴于CFRP的线膨胀系数远小于钢材或混凝土的线膨胀系数,计算了4种不同结构体系的CFRP索斜拉桥和钢索斜拉桥在温度荷载下的静力反应,计算结果表明CFRP索斜拉桥相对于钢索斜拉桥在静力方面具有较多优势。     

基于灰色模糊层次分析理论的斜拉桥施工风险评估

以斜拉桥的基本组成与施工期人员队伍的设置为基础,对斜拉桥施工风险因素识别和筛选,构建斜拉桥施工风险评估体系。首先采用层次分析法计算施工期风险因素权重值,再以灰色模糊数学理论进行斜拉桥施工期风险综合评价,最终根据评价指标及结果,提出斜拉桥施工防控措施。层次分析法与模糊数学理论的结合,较准确、全面地得出斜拉桥施工风险总体水平,为斜拉桥建设期间的质量安全管理与施工风险控制提供有益参考。     

柔梁密索体系矮塔斜拉桥静力分析

为了解柔梁密索体系矮塔斜拉桥结构静力特性,以主跨380 m的双索面柔梁密索体系混合梁矮塔斜拉桥——潮惠高速榕江大桥为背景,利用MIDAS Civil有限元软件建立柔梁密索体系矮塔斜拉桥和常规斜拉桥2种方案桥梁模型,对主梁内力和斜拉索索力进行对比分析。结果表明：柔梁密索体系矮塔斜拉桥的力学行为与常规斜拉桥基本相似,可通过调整斜拉索索力达到“梁平塔直”的合理成桥状态,主梁弯矩较小,但主梁轴力和斜拉索索力比常规斜拉桥大;正常使用阶段主梁活载内力较常规斜拉桥大,斜拉索活载应力幅值与常规斜拉桥相当,斜拉索的安全系数应按2.5进行控制;运营阶段柔梁密索体系矮塔斜拉桥主梁应力明显高于常规斜拉桥主梁应力,但均满足规范要求。     

闵浦二桥主桥设计及技术创新

闵浦二桥是一座公轨两用一体化双层特大桥,主桥为独塔双索面双层斜拉桥,是目前国内跨度最大的公轨两用双层斜拉桥。该文主要介绍主桥设计构思及技术创新点,可供相关专业人员参考。     

安庆长江公路大桥主桥方案比选

该文介绍了安庆长江公路大桥主桥的方案构思和方案设计,提出了四种适合该桥建设条件的桥型方案,为选择主桥方案奠定基础。重点对主跨为495～520m范围内的斜拉桥方案的难点及特点进行分析研究,分别为:第一桥型方案,主桥为扁平箱梁断面预应力混凝土斜拉桥;第二桥型方案,主桥为梁板式断面预应力混凝土斜拉桥;第三桥型方案,主桥为全焊扁平流线形封闭钢箱梁斜拉桥;第四桥型方案,主桥采用五跨叠合梁斜拉桥。经过充分比较和论证后,最终确定主跨为510m全焊扁平流线形封闭钢箱梁斜拉桥。     

赣州飞龙岛大桥斜拉桥设计

赣州飞龙岛大桥为独塔双索面混合梁斜拉桥,主跨150 m,主梁采用钢-混凝土混合梁,主塔采用A字弓形曲线塔,造型优美。重点介绍该斜拉桥结构设计。     

漳州战备大桥极限承载能力分析

为深入研究部分斜拉桥的极限承载能力,以国内第1座已建混凝土部分斜拉桥——漳州战备大桥为例,对其进行极限承载能力分析。运用ANSYS有限元分析软件,采用基于非线性连续介质力学理论的全过程分析方法,假定混凝土为理想的弹塑性材料,采用Drucker-prager屈服准则,钢筋为多线性等向强化材料,采用Mises屈服准则,建立了有限元U.L.列式的几何非线性与材料非线性耦合空间分析模型。分析结果表明:当活载系数λ3时,部分斜拉桥结构的非线性特征不明显。部分斜拉桥达到极限承载力时,其破坏模式属材料强度达极限状态这种类型,此时结构还未出现极值点失稳现象。决定其极限承载力的主要因素是混凝土材料非线性。中跨布载时结构极限承载力最小,活载系数λ=7.8,极限安全系数k=1.78。     

斜拉拱组合桥与普通拱桥受力性能对比

分析了斜拉拱组合桥的结构受力特征以及与普通拱桥的差别.以我国正在建设的主跨为400 m的斜拉拱组合桥梁--湘江四大桥为例,利用大型有限元分析软件ANSYS,建立了斜拉拱组合桥的三维空间有限元模型,对桥梁振动频率及振型进行了分析,通过与普通拱桥的分析和对比,重点研究了斜拉索对钢管拱组合桥的静、动力特征的影响,对比分析了两种拱桥型式,相同位置影响线的差异.最后总结了斜拉拱组合桥的静、动力特征,得到了一些有益的结论,为这一新颖桥型的方案选取和设计提供参考.     

斜拉桥成桥索力优化方法研究综述

为了深化对斜拉桥成桥索力优化问题的认识，系统回顾斜拉桥成桥索力优化方法的研究进展与代表性研究成果；在将斜拉桥成桥索力优化方法分为指定结构状态的优化方法、弯曲能量（弯矩）最小法、数学优化方法、影响矩阵法、分步优化方法的基础上，根据斜拉桥合理成桥状态的确定原则阐述各类方法的求解思路与优化过程，并总结各类方法的特点、适用范围以及局限性；探讨斜拉桥成桥索力优化领域的未来发展趋势。研究结果表明：指定结构状态的优化方法其优化目标明确，力学概念清晰，计算方便，但无法兼顾主梁和桥塔的受力和变形，很难获得全局合理的结果，目前仅用于初定斜拉桥成桥状态；弯曲能量最小法的目标函数综合考虑了主梁和桥塔的受力与变形，体现了索力优化的本质特征，能够获得较为合理的优化结果，但在不添加任何约束条件时所得结果仍需进行后续调整，目前也多用于初定斜拉桥成桥状态；数学优化方法可根据不同类型斜拉桥的结构特点选择目标函数、约束条件与优化算法，所得结果也可兼顾斜拉桥各个构件的受力和变形，适用性较强，智能优化算法因其较好的全局收敛性、通用性和便于并行处理等特点，使得其在斜拉桥成桥索力优化乃至结构优化设计领域中的应用越来越广泛；影响矩阵是建立索力与目标函数关系的纽带，是一种综合的索力优化工具，但它需要在明确优化目标与约束条件的前提下求解；分步优化方法融合了多种优化方法的优势，可根据不同类型斜拉桥的受力和变形要求，分步骤选择不同方法全面优化斜拉桥的成桥索力；为适应斜拉桥大跨径化、主梁纤细化以及结构体系多样化的发展趋势，探索针对性或普适性更强的成桥索力优化方法、斜拉桥成桥状态与施工状态耦合优化、将更多优秀的智能优化算法应用于斜拉桥索力优化以及将数学优化算法与有限元程序进行嵌入式融合等问题均是该领域未来的发展方向。     

大型斜拉桥的空间构造及设计分析

斜拉桥是重要的桥梁结构形式,由于其梁体内弯矩小、建筑高度低等优点而被广发地采用。该文主要针对大型斜拉桥的空间结构特点,分析和研究了斜拉桥的空间设置和设计问题。首先根据斜拉桥的结构组成,分析了各个组成构件的空间布置,并进行了相应的力学计算,在此基础上,研究了大型斜拉桥的空间结构设计,主要讨论了在具体情况下的结构选型问题。     

鱼脊梁与部分斜拉桥组合体系桥梁参数化分析

鱼脊式连续梁桥具有结构刚度大、支点负弯矩大、跨中弯矩和下挠度小等受力特点,而部分斜拉桥需要刚度较大的加劲梁,因此.可以利用鱼脊式连续梁桥和部分斜拉桥的优点来组合两种桥型。为了得岀这一组合体系的适用范围和受力特性,对一系列鱼脊式连续梁桥和部分斜拉桥的组合结构桥梁进行了参数化分析。     

基于ACCESS的斜拉桥病害数据库系统开发

针对目前高速公路桥梁管理系统无法对悬索桥、斜拉桥的上部、下部结构的重点部位提供病害管理的情况,依据斜拉桥桥梁养护检测中的病害特点及类型,利用ACCESS工具开发出斜拉桥病害数据库,提供病害录入、查询、统计、分析等功能,解决了斜拉桥重点部位病害动态管理的问题.