缆索协作体系桥梁静力特性研究

缆索协作体系是一种融合了悬索桥和斜拉桥优点的新型缆索承重桥梁结构,为研究此类桥梁结构的主要静力特性,指导设计,以某主跨1 700m双层缆索协作体系桥梁方案(主跨跨中1218m为悬吊部分,其余为斜拉部分)为背景,采用桥梁非线性分析程序BNLAS对桥梁主要结构进行计算分析。结果表明:缆索协作体系与常规悬索桥相比具有较大的竖向刚度,采用钢混接头断开方案,可释放钢混接头处的较大内力,过渡段悬索部分加劲梁会产生纵向相对位移和梁端转角,可考虑设置纵向拉杆作为限位装置;通过在边跨设置辅助墩、采用混凝土主梁及塔梁固结等措施增加结构刚度,可适当改善长拉索及端吊索的疲劳问题;缆索协作体系与相同跨度的悬索桥相比,主缆截面有所减少;悬索-斜拉组合体系交汇处吊索可采用刚性吊杆。     

铁路缆索承重桥梁力学性能分析与对比研究

铁路修建过程中,在线路需要跨越有通航要求的江海或有地形限制的高深山谷时,不得不选用大跨度桥梁。斜拉桥、悬索桥及斜拉-悬吊协作体系3类桥型具有跨越能力强的优势,通常被优先考虑。铁路车辆因其活载大、运行速度快等特点,对列车的行车安全性和运行平稳性有较高的要求。该文基于主跨900m的桥型,采用杆系有限元程序分别探讨以上3类桥型在双线铁路荷载及四线公路荷载共同作用下的结构内力及变形情况,得出斜拉-悬吊协作体系在桥塔和主梁截面受力、结构刚度方面都优于悬索桥和部分地锚式斜拉桥的结论。     

斜拉-悬吊协作体系桥工程应用及特点分析

斜拉-悬吊协作体系桥吸收了斜拉桥和悬索桥的优点,具有超大跨越能力.文中对该桥型特点及工程适用场合作了全面总结.收集了世界各地36座斜拉-悬吊协作体系桥设计方案和实桥资料,对其地域分布、发展历程、跨径、工程应用情况进行了统计.分析结果表明,对于斜拉-悬吊协作体系桥,我国提出的设计方案最多,而美国建造实桥最多,主跨超过1 000 m的超大跨径设计方案约占一半,近年来发展迅速,应用前景广阔.     

自锚式斜拉-悬吊协作体系桥的设计研究

针对大连湾航道面临软土地基、强台风、深水基础等不良的自然条件,在总结以往地锚式斜拉-悬吊协作体系桥特点的基础上,提出自锚斜拉-悬吊协作体系桥。以主跨800 m的大连跨海大桥主航道桥为工程背景,详细介绍了自锚式斜拉-悬吊协作体系的方案设计、构造特点,并就结构的静动力特性、施工步骤、经济性能以及运营阶段悬吊部分端吊索的疲劳问题和施工阶段结构的抗风稳定性进行了深入的分析研究,通过与悬索桥等其他结构体系进行对比分析表明,只要结构合理布局、并结合诸如适当设置辅助墩、在悬吊部分吊索与斜拉桥索适当交叉等一些措施,自锚式斜拉-悬吊协作体系桥具有优良的力学性能,完全能胜任深海、软土地基的建设。     

自锚式斜拉-悬索协作体系桥的方案设计

目前斜拉-悬索协作体系桥梁主要停留在方案设计阶段,所提出的方案,均为地锚体系.针对大连跨海大桥,提出(263+800+263) m的自锚式斜拉-悬索协作体系桥方案,该方案桥型为双塔双索面,塔墩固结,塔梁分离,主梁为混合梁,斜拉区为混凝土箱梁,悬吊区为钢箱梁.该桥型兼备斜拉桥和自锚式悬索桥的优点,具有结构新颖、受力合理、抗风性能好和工程造价低等特点.对该桥提出了初步施工方案,即先进行斜拉桥部分的悬臂施工,然后将主缆锚固于临时地锚吊装悬索段主梁.     

斜拉拱式协作体系桥梁地震响应分析

为了解斜拉拱式协作体系桥梁地震响应规律和特点,指导该类桥型抗震设计与研究,以大连市翔凤河桥——(40+90.5)m斜拉拱式协作体系桥为研究对象,采用有限元软件建立该桥三维有限元模型进行动力性能分析,利用地震反应谱和时程分析方法分析三向地震作用下结构的位移和内力,以及结构非线性对地震响应的影响。结果表明:斜拉拱式协作体系桥梁的动力性能主要振型符合无背索斜拉桥的特点;结构在纵向和横向地震作用下的位移和内力均比竖向地震作用大;在纵、横向地震作用下桥塔于塔梁拱交接位置产生最大内力,拱肋于1号墩处拱脚位置产生最大内力,应特别重视该桥塔梁拱结合处的桥塔和拱肋截面的抗震设计;结构非线性对该桥地震响应的影响比较明显,地震分析计算时应考虑结构非线性。     

超大跨度悬索桥的动力特性及地震反应分析

以构想中的1座主跨跨度达3000m的悬索桥为研究对象,建立了空间有限元模型,推导了基于大质量法的多支承激励运动方程,在此基础上研究了该桥的动力特性和非线性多支承激励地震响应,探讨了桩-土-结构相互作用、行波效应对超大跨度悬索桥地震反应的影响,综合评价了该桥的抗震性能。     

鹅公岩轨道大桥加劲梁施工过渡斜拉体系设计

鹅公岩轨道大桥为主跨600m的自锚式悬索桥,由于建设条件受限,该桥在悬索桥桥塔上固结钢塔,采用"先斜拉、后悬索"的方案施工。过渡斜拉桥是该自锚式悬索桥钢箱加劲梁施工的关键结构。根据悬索桥的结构布置、钢箱梁刚度特性和对不同固结钢塔高度的比较,确定了斜拉索的布置形式、最佳钢塔高度和相应的斜拉索规格选型。通过对过渡斜拉桥成桥过程和斜拉桥-悬索桥体系转换过程进行仿真分析,确定斜拉索及其锚固结构由过渡斜拉桥成桥过程最大索力控制设计,固结钢塔由斜拉桥-悬索桥体系转换过程控制设计,并以此为依据对过渡斜拉体系主要构件进行设计。斜拉索采用1 670MPa7mm预制平行钢丝索;钢塔高42.5m,采用双肢结构,每肢均为5.6m×3.0m矩形钢箱。实践表明:过渡斜拉体系设计合理,顺利地辅助完成了钢箱梁的架设及斜拉桥-悬索桥体系的转换。     

大跨斜拉桥空间非线性地震反应分析

基于有限单元法，推导出多自由度结构体系在地震作用下的运动方程，并将其转化为增量形式，建立大跨斜拉桥的地震激励模型。用Fortran语言编制了桥梁非线性地震反应分析程序NSRB。研究了某主跨360m的斜拉桥在自重及斜拉索初张力作用下的动力特性。并对其分别进行线性，非线性动力分析。，结果表明，大跨度斜拉桥的几何非线性影响因素不容忽视。通过确定性地震反应分析可知，该桥抗震性能良好，地震荷载不控制设计。     

大跨度悬索桥合理抗震结构体系研究

为探索大跨度悬索桥的合理抗震结构体系,以主跨1 490m的润扬长江公路大桥为背景,采用多振型地震反应谱分析方法,分析了桥跨布置、主缆矢跨比、边主跨比、加劲梁高度、中央扣设置以及加劲梁支承方式等主要结构设计参数对大跨度悬索桥地震反应的影响。研究结果表明:三跨悬吊连续布置是大跨度悬索桥理想的抗震结构布置形式;采用大的主缆矢跨比可以明显改善结构抗震性能,主缆矢跨比以1/10较合理;短边跨布置可以显著增强悬索桥的抗震性能;增大加劲梁高度不利于悬索桥的抗震性能;跨中位置缆梁间设置刚性中央扣有利于增加结构刚度及其抗震性能;加劲梁采用三跨连续支承方式时结构抗震性能最优。     

自锚式斜拉-悬索协作体系桥的动力特性和三维地震反应分析

大连跨海大桥主通航孔方案为主跨800 m的自锚式斜拉-悬索协作体系桥,对该桥进行了动力特性分析并按照三水准抗震设防目标的要求,用反应谱方法对该桥进行了地震反应分析.为了保证计算精度,取前120阶振型进行叠加计算,在反应谱计算中采用了CQC方法,得到的一些结论可为该类桥梁的初步设计与施工提供参考.     

马鞍山三塔悬索桥抗震性能研究

以马鞍山三塔悬索桥的工程设计为背景,根据大桥结构的重要性确定了桥梁在两种概率水平的地震作用下的设防标准,并提出了相应的性能目标.根据桥址处地震危险性分析研究报告所给定的地震动数据对大桥进行反应谱分析和非线性动力时程分析,研究该桥的动力特性和地震反应特点,根据分析结果研究确定优化桥梁的抗震性能措施.经过计算分析比较得出,通过加设合理的液压阻尼装置可以减小结构在地震作用下的结构响应,提高全桥结构的能力需求比,增强了该桥的抗震性能水平,有利于桥梁结构在地震中的安全.     

斜拉-连续协作体系桥梁的静动力特性研究

主跨采用斜拉桥体系,边跨采用连续结构的斜拉-连续协作体系桥梁近年来在中国得以推广应用。该文以某实际工程为依托,采用Midas/Civil软件建立结构有限元模型,对该桥进行静力、动力特性分析,得到该体系桥梁的内力、变形、自振频率及振型结果。研究结果表明:斜拉-连续协作体系桥梁是一种介于柔性与刚性之间的桥梁,其弯矩分布类似连续刚构桥,跨中正弯矩仅为支点负弯矩的9%,主跨变形类似斜拉桥,主梁面内稳定性超出斜拉桥最小安全度49.2%。该桥1阶振型周期仅为等跨径斜拉桥的55%,其自振振型存在相邻频率接近,模态较为密集的特点。     

主缆-索鞍摩擦效应对悬索桥地震响应影响规律研究

为研究主缆-索鞍摩擦效应对悬索桥顺桥向地震响应的影响规律,以某主跨760 m的公路悬索桥为背景,建立全桥非线性有限元模型,采用动力时程分析,研究主缆-索鞍界面摩擦系数对界面滑移、结构损伤、关键截面抗震性能等结构响应的影响。结果表明：在设计地震下主缆-索鞍界面没有滑移,在极罕遇地震下,界面产生残余摩擦滑移,且滑移量随摩擦系数减小而显著增大;考虑界面滑移后对桥塔和桩基的损伤较为明显,当界面摩擦系数较小时可保护塔底截面安全;在设计地震下,各模型塔底抗震性能良好,在极罕遇地震下,界面摩擦系数不超过0.15时可提升桥塔抗震性能;悬索桥抗震设计时界面摩擦系数取0.15对桥塔设计是有利的。     

余拉—悬吊协作体系桥车学特性及其经济性能研究

斜拉－由协作体系桥在软土地基，强台风区等条件下能够突出其优越性，通过该体系与斜拉桥，悬索桥的对比研究及其自身参数变化分析，给出其力学特性和经济性能，为这种桥型的设计和跨世纪跨海工程方案选取提供参考依据。     

我国桥梁的进展

该文叙述我国桥梁的发展情况,所达到的水平及今后发展方向。概论中提出考察技术进步的五个重要视点:即:1、桥型选择;2、材料选择;3、施工工艺;4、结构分析;5、方案综合。桥梁类别分三大体系,按桥面受力状态分,可分为九种桥型即:拱桥体系:斜腿刚架、拱桥、系杆拱;梁桥体系:简支梁、连续梁、悬臂梁;悬吊体系:斜拉桥、悬索桥、第九种桥。上述中八种已变为现实,唯第九种桥因找不到合适的材料去构成,尚在研究中。该文用上述5个视点去考察桥梁三大体系。考察结果是我国混凝土拱桥和钢拱桥达国际领先水平。我国梁桥体系已达国际水平,仍须总结提高。我国斜拉桥正在走向国际领先水平。我国悬索桥已达到国际先进水平。今后桥梁发展的方向是:1、各种桥型跨度的进步;2、施工工艺的进步;3、科学研究的进步。     

悬吊斜拉组合桥结构应用于武汉市杨泗长江大桥的技术经济优势分析

采用悬吊与斜拉组合而成的桥结构,是改变传统的双塔单跨或三跨悬索桥随着主跨的增大而加大主缆的截面和两端锚碇规模的工程量的惟一模式。杨泗长江大桥采用中间悬吊和两桥塔前后配以斜拉的方式,在保持同等跨越能力的条件下,既使桥梁提高了体系的刚度,又达到在材料使用上的合理配置。悬吊斜拉组合桥结构为世界大跨度桥梁的技术进步又提供了一种新的构思。     

吊拉组合体系桥的抗风稳定性分析

吊拉组合体系桥是由悬索桥和斜拉桥发展而来的一种新型缆索支承桥梁,它综合和克服了两种体系的优点和缺点,具有较强的跨越能力。以1400 m主跨的吊拉组合体系桥、悬索桥和斜拉桥设计方案为例,采用三维非线性抗风分析方法,进行了空气静力和动力稳定性的分析和比较,并从抗风稳定性角度探讨了吊拉组合体系桥在超大跨径桥梁中应用的可能性。     

界首市裕民桥总体计算与关键构件分析

界首市裕民桥主桥为主跨142 m的自锚式悬索桥，设计步骤主要包括桥梁总体布置的确定、静力有限元建模、整体稳定性分析、缆索线形确定、运营阶段内力分析以及构件强度验算等；同时，还需建立动力模型，以了解桥梁自振模态，并对结构在地震作用下的响应进行分析，进而验算桥梁的抗震性能。所总结的内容可为类似桥梁设计提供较有价值的参考。     

矮塔自锚式斜拉—悬索协作体系桥梁动力特性研究

斜拉-悬索协作体系桥梁作为斜拉桥与悬索桥的结合体,由于其卓越的结构性能与经济效益,越来越受到人们的关注,然而目前对该种桥型的研究较少,尤其是针对其动力特性的研究更为少见。而且现今许多桥梁建设均有限高要求,此时缆索体系桥梁均需采用矮塔设计,因而对矮塔自锚式斜拉-悬索协作体系桥梁动力特性的研究迫在眉睫。因此,以某在建大桥为背景,利用有限元软件,对矮塔自锚式斜拉-悬索协作体系桥梁的动力特性进行研究,并就可能影响其动力特性的因素进行一定的参数分析。结果表明:矮塔自锚式斜拉-悬索协作体系桥梁的动力特性更为接近于同等条件下的斜拉桥体系,其整体刚度较高;索塔高度与主缆垂跨比对其动力特性影响较大,而斜拉索于吊索交汇区域的大小对其动力特性影响较小。