弧长比例对曲线斜拉桥力学性能影响分析

曲线斜拉桥是主梁呈曲线的斜拉桥。其兼具弯梁桥和斜拉桥的受力特点,主梁在承受弯矩、剪力作用的同时承受了较大的扭矩作用,受力复杂,具有高度空间性。以某座主跨285 m混凝土Π形主梁双塔双索面曲线斜拉桥为工程背景,基于有限元分析方法,通过改变曲线斜拉桥弧长比例(曲线斜拉桥曲线部分长度占全桥长度的比例,取值为[0,1])以探究弧长比例变化对结构受力性能的影响规律,主要研究对象包括主梁应力、内力、挠度以及支座反力等。研究结果表明:弧长比例对主梁轴力、剪力影响较小,相对于直线斜拉桥,变化不大于5%,可按直线桥进行计算;弧长比例在不同区间变化对主梁弯矩和扭矩的影响呈现不同趋势。研究成果针对弧长比例这一参数对曲线斜拉桥提供设计建议,为道路选线及桥梁设计提供参考依据。     

小半径曲线斜拉桥温度效应研究

为探讨温度对受力复杂的曲线斜拉桥结构成桥使用舒适性及安全性的影响,以刚果布拉柴维尔滨河大道桥为工程背景,以9个不同曲率半径斜拉桥模型为例,分别计算其在季节温差和梯度温度工况下主梁竖向位移、支座反力的变化情况,分析温度荷载对曲线斜拉桥支座反力的影响规律。结果表明:梯度温度正温差工况下,曲线外侧主梁的竖向位移总是小于内侧,致使主梁发生向外翻转的趋势,且随着曲率半径减小翻转趋势越来越明显;曲线段外侧支反力大于内侧,其中过渡墩支座所受影响最大;整体升温效应会使全桥梁段产生向外扭转趋势,但影响小于梯度温度正温差,且整体升温还会使桥梁结构产生跨中上拱、边跨下挠的趋势。     

振动频率法测量斜拉桥索力的影响因素研究

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件。在施工阶段斜拉索的索力对主梁的线形控制及内力的分布起决定性作用;在成桥及运营阶段斜拉索的索力依然影响着主梁和塔柱的内力和线形。通过调整拉索索力,可以使斜拉桥结构处于理想的工作状态,因此索力的准确测量是非常重要的。以天水市藉河斜拉桥为工程背景,研究振动频率法测量索力的影响因素。通过现场实测数据对垂度、阻尼器、频率等因素作了详细的比较研究,结果表明:垂度对索长超过50 m且自重张力比23.89的拉索影响较大;若忽略斜拉索垂度的影响,频率阶数对测量的结果影响较小。     

基于桥梁健康监测系统的斜拉索损伤识别

斜拉索是斜拉桥的重要受力构件。斜拉索的锈蚀、断丝等损伤必然导致索力、主梁线形及结构内力状态的改变,威胁结构的安全。在介绍目前国内外先进的索力及挠度监测方法之后,以一座独塔斜拉桥为例,采用拉索损伤敏感性分析方法,探讨基于主梁挠度及索力监测的斜拉索损伤识别方法的具体应用及其适用性。     

异型斜拉桥背索的型变效应

为研究空间扭背索斜塔斜拉桥与常规布索斜拉桥在力学性能上的差异,本文以一独柱斜塔空间扭背索斜拉桥为依托,采用数值算法,通过变换背索布索方式,对空间扭背索与扇形背索两种布索方式斜拉桥在静力性能、动力特性、稳定性方面的差异进行对比分析。研究结果表明:空间扭背索布索方式易造成索力分布不均匀,主梁弯矩、应力偏大等问题;相对于扇形背索,空间扭背索布索方式的斜拉桥整体刚度较小;稳定性方面二者区别不大。总体而言,空间扭背索斜拉桥在受力上基本合理,但是在获得一定视觉效果的同时,其力学性能有所降低。     

大跨度斜拉桥钢锚梁空间复杂力学性能研究

大跨度斜拉桥索塔锚固区是传递拉索集中力的重要结构,也是桥塔设计的关键部位之一.为研究断索情况下钢锚梁的应力变化以及牛腿顶板与锚梁底板之间的摩擦和预应力的作用对钢锚梁结构应力的影响,以主跨560 m的大跨径斜拉桥为工程背景,采用有限元方法建立钢锚梁局部受力分析模型,通过钝化一侧索力模拟断索工况,并对钢锚梁结构进行线性和非...     

矮塔斜拉桥拉索初张力优化

本文在斜拉桥索力影响矩阵的基础上,以结构应变能最小为目标函数,建立了矮塔斜拉桥索力优化模型, 并结合兰州小西湖黄河大桥及厦门银湖大桥进行索力优化分析,得出了一些具有一定参考价值的结论。     

紫金斜拉桥索塔锚固段足尺模型试验研究

斜拉桥索塔锚固段是将索力传递到索塔的关键受力部位,受力相当复杂。对紫金斜拉桥索塔锚固区进行足尺模型试验,并用ANSYS有限元系统进行仿真分析,将仿真计算结果与试验数据进行对比,为锚固区的设计与施工提供重要依据。     

曲率半径变化对高墩大跨连续刚构桥静力性能的影响

为研究曲率半径对高墩大跨径连续刚构桥静力力学性能的影响,以某高墩大跨径预应力混凝土曲线连续刚构桥为研究对象,采用MIDAS/Civil有限元软件建立直线刚构桥和不同曲率半径的曲线刚构桥有限元计算模型,分别对该桥梁施工阶段最大悬臂状态和成桥阶段进行静力力学性能分析,研究桥梁施工阶段最大悬臂状态、成桥阶段的曲率半径对连续刚构桥内力和变形的影响.计算结果表明:主梁根部的最大横向弯矩、最大扭矩,主梁的径向、扭转变形、桥墩横向弯矩、墩顶最大径向变形均随着桥梁曲率半径减小而显著增大,在施工过程中,要加强施工监控,确保桥梁施工质量和施工安全.计算结果可为曲线刚构桥的设计和施工监控提供参考.     

5×260 m主跨高速铁路多塔斜拉桥设计

为研究高速铁路多塔斜拉桥力学行为,以某高铁黄河桥为背景,对主跨5×260m六塔斜拉桥进行结构参数及受力特性研究.结果表明:5主跨斜拉桥主梁竖向刚度约为单主跨斜拉桥的0.5倍;能显著控制塔顶水平位移的措施可有效改善主桥总体刚度,如采用刚性塔、加劲索;温度、收缩徐变引起长联主梁伸缩,对边塔形成"拖拽"效应,桥塔两侧索力变化...     

部分斜拉桥的索力测试与分析

结合某部分斜拉桥的索力测试过程,对测出的数据进行分析总结,得出的一些有规律的结论:该类型斜拉桥的索力测试采用频率法是可行的;对于长度较短的拉索,必须考虑刚度对索力的影响。     

铁路预应力混凝土矮塔斜拉桥索梁锚固构造选型与力学性能研究

为优化铁路预应力混凝土矮塔斜拉桥索梁锚固形式,以成昆铁路攀枝花金沙江大桥为工程背景,提出新型索梁锚固形式-梁顶锚固结构,用以改进其锚固受力性质,利用大型有限元软件ANSYS对比分析该种新型受力形式与传统锚固结构受力性能的区别,并通过缩尺模型静载试验进一步验证该方法的可行性。结果表明：梁顶混凝土锚固结构的各向应力指标均优于传统锚固结构,其锚固点与腹板形心处同一垂直面,大幅减小了横向偏心弯矩和次应力,更有利于应力传递平顺。此外,现场试验显示各测点相对残余应变均小于20%,与数值模拟结果基本一致,验证了有限元模型的合理性。综上所述,新型索梁锚固形式在试验荷载下处于正常弹性工作状态,在设计索力工况下能够满足正常使用要求,并具备足够安全储备。     

重载铁路部分斜拉桥结构参数分析

以蒙华重载铁路主跨248 m部分斜拉桥为例,采用有限元分析理论,分析在该跨度范围内部分斜拉桥应用于重载铁路的适应性及特殊性。对该桥结构体系、主梁梁高、预应力次内力、桥塔刚度、桥塔高度及索塔梁刚度匹配等结构参数进行比选研究,确定合理布置形式。结果表明:(1)该重载铁路部分斜拉桥采用塔梁固结、墩梁分离体系,主墩支座采用双1 90 000 kN超大吨位球形钢支座;(2)主梁中支点—跨中梁高采用13 m-6 m组合为优;(3)短预应力钢束时弯矩近似矩形分布于预应力钢束布置区域,次内力较小;长预应力钢束次内力弯矩近似呈三角形分布,次内力影响明显;(4)桥塔尺寸主要由索鞍等构造及桥塔本身受力控制,其刚度对结构整体受力及刚度影响均较小;(5)为提高跨中截面等控制性区域结构受力性能,桥塔采用高塔型体系,高跨比1/4.35;(6)结构整体刚度主要由主梁提供约占67%,主塔及拉索对整体刚度贡献值为33%,主塔及拉索对刚度影响因素主要为桥塔高度。     

大跨度独塔斜拉桥施工控制方法的研究

根据斜拉桥的施工特点和反馈控制方法,采用平面杆系结构模型,分析了宜宾中坝金沙江不对称独塔斜拉桥的施工过程,并对结构设计参数进行了有效识别,对温度影响进行了分析,从而对桥梁的线形和索力实施了有效的双控。     

京包高速公路上地斜拉桥总体结构静力分析

北京市京包高速公路工程上地斜拉桥为五跨连续独塔单索面预应力混凝土斜拉桥,主跨采用拖拉法施工。主要介绍本桥总体结构静力分析及计算过程,通过研究各种索力设计得到适合拖拉法施工斜拉桥的索力设计方法,通过结构分析软件建立全桥有限元模型,分析各施工阶段、运营阶段及各荷载工况下全桥应力状态,验证结构设计及施工方案的可行性和安全性。     

天津塘沽海河独塔斜拉桥主跨钢箱梁安装施工技术

斜拉桥的施工主要涉及到斜拉索的挂设和索力的调整及钢箱梁的安装精度。通过对天津海河独塔斜拉桥施工技术的阐述 ,有针对性地总结出保证钢箱梁安装精度、斜拉索挂设和索力调整的方法。如钢箱梁第一节的安装精度的调整 ,安装一定数量的钢箱梁后的中线、高程的调整等 ;斜拉索的挂设及索力的测量和调整对桥面高程的影响等。     

独塔混凝土斜拉桥施工阶段温度效应仿真分析

斜拉桥为高次超静定结构,在施工阶段,温度变化对斜拉桥的主梁位移和索力会有不同程度的影响.基于温度效应原理,以泸州泰安长江公路大桥(独塔混凝土斜拉桥)为工程背景,分析整体升降温、索塔梁温差、主梁温度梯度及索塔温度梯度对结构位移和内力的影响规律.研究结果表明,整体温差对主梁线形、内力及索力影响较小,但温度梯度对主梁线形的影响显著,而且引起索塔两侧主梁位移的不均匀变化.这对同类大跨度混凝土斜拉桥施工过程中掌握温度效应有一定的参考价值.     

大跨度斜拉桥混凝土索塔区侧壁竖向拉-压杆模型研究

大跨度斜拉桥预应力混凝土索塔锚固区容易开裂,本文采用拉-压杆模型对锚固区竖向受力及预应力锚固范围进行研究。根据索塔锚固区受力平衡原理和几何关系,建立索塔锚固区侧壁竖向拉-压杆模型,得到简便实用的拉-压杆受力计算公式,且公式计算值与专业软件CAST计算值相同。计算结果表明:在索力竖向分力的作用下,侧壁产生拉应力的高度范围是恒定的,且只与主塔几何尺寸有关,与索力大小无关;在索力竖向分力的作用下,距离索力作用点越近,侧壁高度方向上拉力越大。研究结果可供索塔锚固区环向预应力设计参考。     

大跨度铁路钢桁梁斜拉桥带水平K撑桥面系受力特性研究

传统铁路钢桁梁纵横梁桥面系的横梁面外受力显著,而改进的密肋横梁桥面系又会导致主桁下弦杆节间受力。针对大跨度铁路钢桁梁斜拉桥桥面系的受力与传力问题,以贵广铁路思贤窖特大桥为背景,研究带水平K撑新型桥面结构的受力特性。首先建立全桥杆系有限元模型,分析各种工况下桥面结构受力特性、变形特征,并与密肋横梁桥面系方案对比分析;然后,在其基础上研究带水平K撑桥面结构的传力机理;最后通过模型试验研究带水平K撑桥面结构的的受力特性。结果表明:K撑构件主要传递纵向力而极少传递竖向力及弯矩,能够降低节点横梁的面外弯矩并避免下弦杆节间弯矩;试验实测K撑构件应力较小,以受轴向应力为主,但因两端偏心连接而存在一定的弯矩应力。     

既有PC斜拉桥的主梁桥面线形调整实践

当PC斜拉桥运营一段时间后,主梁线形常常发生改变,此时通过索力调整来改善主梁线形是有效的技术途径之一.以国内某PC斜拉桥为工程背景,介绍了PC斜拉桥主梁线形调整的基本方法.对比分析当前结构状态与原桥竣工线形、索力等的差异基础上,确立了主梁线形调整的目标和索力调索幅度,利用平面杆系有限元计算分析拟定了调索方案,并提出了主梁线形调整的施工控制原则.监测结果表明,通过索力调整来改善主梁线形达到了预期目标,主梁线形调整兼顾了索力、主梁混凝土应力以及塔位的变化,保证了结构的安全.