考虑塔吊影响的桥塔施工阶段动力特性分析

大跨度斜拉桥桥塔属于高耸结构,在施工阶段桥塔处于不稳定状态,需对其进行动力特性分析。以鄂东公路大桥主桥桥塔为例,对桥塔和塔吊结构体系的动力特性进行了有限元理论分析。给出桥塔3个主要施工阶段动力特性分析结果,为桥塔的抗风、抗震分析奠定了基础。     

结构参数变化对大跨度斜拉桥动力特性的影响分析

以武汉西四环汉江特大桥为研究对象,利用ANSYS有限元软件建立斜拉桥空间动力学分析模型,分析二期恒载变化、拉索损伤和拉索断裂等结构因素变化对大跨度斜拉桥动力特性的影响。结果表明,二期恒载的变化和少数拉索的断裂对大跨度斜拉桥动力特性的影响很小,但拉索损伤会导致大跨度斜拉桥振动频率发生较显著变化,其中拉索有效面积的变化对斜拉桥动力特性的影响最显著。     

超大跨度公铁两用斜拉桥结构体系研究

为了寻求超大跨度公铁两用斜拉桥结构受力最优的结构体系,以常泰长江大桥主跨1 176m公铁两用斜拉桥为工程背景,在设计中研究了常用结构体系在纵向风荷载、温度荷载、活载、制动力及地震等作用下的结构力学行为。针对超大跨度斜拉桥梁端位移大、桥塔弯矩大等主要问题,基于结构温度变形特征优化纵向荷载传力途径,提出了"温度自适应塔梁约束体系(TARS)"。该体系采用CFRP水平索连接桥塔和主梁上的温度不动点,主梁受到纵向约束的同时不会因温度变化产生较大的结构内力,可大幅降低梁端位移和塔底弯矩。与常用结构体系对比,TARS结构静、动力性能优越。     

行波效应对大跨度斜拉桥地震反应的影响

为研究大跨度斜拉桥地震反应特性及行波效应对其影响,以某大跨度斜拉桥为例,依据D'Alembert基本原理,采用动态时程法计算结构动力位移和内力.选用2条不同频谱特性地震波,考虑不同视波速对大跨度斜拉桥地震反应的影响,重点研究行波效应对大跨度斜拉桥的地震反应影响,并与一致激励地震反应结果进行比较.结果表明:随着视波速的增大,各桥塔塔底内力、塔顶位移以及墩底内力的地震响应值有显著变化且趋近于一致激励地震响应;行波效应对主梁顺桥向轴力和塔顺桥向剪力有显著影响;在地震波加速度峰值(0.40g)相同的情况下,由于各条波之间频谱特性的不同,不同视波速输入下结构的地震反应存在一定的差异.     

超大跨度混合梁斜拉桥非线性受力分析研究

为研究非线性因素对超大跨度混合梁斜拉桥的影响,结合鄂东长江公路大桥,对该类桥梁在多阶段、多效应耦合影响下的非线性受力特性进行系统、定量的分析。采用RM2006建立鄂东长江公路大桥主桥模型,分析该桥在施工、成桥、运营阶段中不同非线性因素及不同荷载作用下的非线性影响。分析结果表明:超大跨度混合梁斜拉桥在施工和成桥阶段均存在非线性影响;施工阶段结构在风荷载、温度荷载作用下的非线性影响较明显;成桥状态下钢箱梁、桥塔及斜拉索受几何非线性因素影响较明显,边跨混凝土箱梁受非线性效应与温度荷载效应耦合作用的影响较大。     

桥塔倾角对斜独塔斜拉桥动力特性及抗震性能的影响分析

斜独塔斜拉桥桥塔倾斜角度对结构内力及构件稳定性的影响研究已经比较成熟,但其对结构动力特性及抗震性能影响的研究还较少。以某斜独塔斜拉桥为工程背景,分别建立桥塔倾角为74°、82°、90°时的全桥三维有限元模型,分析结构的动力特性和结构在地震作用下的响应,评价桥塔倾角对结构动力特性及抗震性能的影响。     

大跨度多塔斜拉桥动力特性分析

大跨度多塔斜拉桥具有规模庞大和结构复杂的特点,对于其动力特性分析显得尤为重要。本文以建成的嘉绍大桥主航道桥为研究对象,采用有限元软件Ansys分析其动力特性,最终得到了它所固有的动力特性。并通过与其他传统双塔斜拉桥进行对比,进一步分析了多塔斜拉桥的结构特点。分析结果能为桥梁结构的抗风、地震等动力计算提供基础,并且能为桥梁的施工控制和运营阶段的健康监测提供重要依据。     

独塔钢桁梁单索面斜拉桥地震响应参数分析

为研究参数变化对独塔钢桁梁单索面斜拉桥地震响应的影响,以某独塔钢桁梁单索面斜拉桥作为研究背景,使用MIDAS/Civil建立多个不同结构参数的模型,通过非线性时程分析的方法分析了斜拉索刚度变化、钢桁梁刚度变化、结构体系变换对独塔钢桁梁单索面斜拉桥地震响应的影响。结果表明：斜拉索刚度和钢桁梁的刚度增大可以减小独塔钢桁梁单索面斜拉桥桥塔地震作用下的位移;斜拉索刚度变化独塔钢桁梁单索面斜拉桥地震作用下的内力影响较小,但钢桁梁刚度变化对桥梁地震作用下内力的影响机理较为复杂,需要进一步研究;漂浮体系在地震作用下的位移大于其他3种体系,但地震作用下的内力明显小于其余3种体系。     

约束关键装置损伤对大跨度三塔斜拉桥动力响应的影响研究

约束关键装置是桥梁的“关节”,对桥梁的正常运营发挥着至关重要的作用。以黄茅海三塔斜拉桥为工程背景，针对黄茅海三塔斜拉桥采用的约束体系，研究了不同约束关键装置损伤对大跨度三塔斜拉桥动力响应的影响。结果表明，约束关键装置损伤对大跨度三塔斜拉桥动力响应的影响相对较小，但约束关键装置损伤可能会导致弹性索发生断索破坏，阻尼器丧失耗能能力以及支座发生局部损伤。因此，三塔斜拉桥服役期间应重点关注约束关键装置的运营状态，加强对约束关键装置的养护力度，尽量减少约束关键装置损伤的机率。     

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。     

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。     

人行景观大纵坡PC连续梁力学性能研究

为研究桥梁两端标高条件受限情况下人行景观大纵坡PC连续梁的力学性能,建立常规及考虑纵坡影响的桥梁结构有限元模型,在外部荷载、边界条件及有限元模型特性一致的情况下,计算并对比不同计算模型下结构内力及支反力。结果表明,考虑纵坡后,施工及正常运营阶段恒载、移动荷载作用下结构弯矩变化较小,但预应力荷载引起的弯矩变化较大,大纵坡对结构支反力的影响较小。     

大跨径多塔斜拉桥非线性静力分析

以一座在建的多塔结合梁斜拉桥为工程背景,运用大型有限元结构分析软件ANSYS,建立多塔斜拉桥的空间非线性有限元模型,考虑拉索垂度效应、结构大位移和梁柱效应3种几何非线性因素,进行了大跨度多塔斜拉桥空间非线性静力分析,给出了桥梁结构主梁、桥塔以及斜拉索的位移及内力云图,结果表明:多塔斜拉桥的主跨跨中位移变形最大,为33.2 cm;边塔弯矩随高度的变化各不相同,塔底弯矩最大;斜拉索的最大索力在边塔外侧的辅助墩附近。     

常泰长江大桥主航道桥总体设计与方案构思

常泰长江大桥是一座集成高速公路、城际铁路、普通公路三种交通运输方式的大跨度桥梁。三种交通功能在桥上采用相对独立的方式布置,最大限度地节约资源、保障安全、提升桥梁使用功能。为尽量减少桥梁建设对长江航运的影响,主航道桥采用主跨1 176m的斜拉桥跨越长江主航道。主跨1 176m的超大跨度斜拉桥建造充满技术挑战,设计中对斜拉桥结构体系、新型基础型式、新型桥塔结构及索塔锚固结构、恒载横向不对称结构行为等开展了系统研究,提出了温度自适应体系、台阶型沉井基础、空间钻石型桥塔、钢箱-核芯混凝土组合结构,较好地解决了超大跨度桥梁的建设难题。     

独塔斜拉桥换索过程计算分析研究

建立独塔斜拉桥设计方案的全桥有限元模型,综合考虑主梁内力对成桥索力进行优化;计算施工阶段拉索初拉力.分析逐一卸除各拉索工况下拉索力和应力的变化及其极值;计算各换索工况下主梁和桥塔的应力变化,分析换索过程中桥梁能否正常运营.还对各换索工况下主梁竖向位移进行了分析.     

库区大跨度墩-塔-梁固结体系斜拉桥抗震性能研究

为研究库区大跨度墩-塔-梁固结体系斜拉桥抗震性能,以跨径布置为140m+320m+140m的河惠莞高速公路枫树坝水库特大桥为工程背景,采用有限元软件建立其空间分析模型,根据Morison理论换算动水附加质量,计算了库区蓄水状态对结构动力特性的影响,并运用非线性时程分析法分析评估了桥梁结构在E2强震作用下的地震响应及抗震性能。结果表明:墩水耦合作用将导致库区桥梁结构振动周期延长。强震下,蓄水会造成主墩主塔地震内力和主梁纵向位移增大,在进行墩柱配筋和交界墩搭接长度设计时应进行考虑。研究结论可供库区大跨度墩-塔-梁固结体系斜拉桥抗震设计参考。     

海上大跨度斜拉桥渡台风致振动控制研究

为确保在建海上大跨度斜拉桥在台风期施工时安全渡台,以宁波舟山港主通道项目舟岱大桥南通航孔桥为背景,对大跨度斜拉桥钢箱梁悬臂施工状态下的抗风措施及其抗风性能进行研究。对于台风来临前未能合龙斜拉桥钢箱梁,在钢箱梁两悬臂端采用10组由7根?15.2 mm钢绞线组成的抗风索相连作为约束,并在桥塔位置加设横向、纵向钢管连接钢箱梁与塔身,在竖向设置预应力钢绞线共同组成钢箱梁临时锚固系统。采用MIDAS Civil软件建立桥梁最大悬臂状态有限元模型,对不设置抗风索和增设抗风索的结构抖振位移和内力进行计算。结果表明：抗风索能够降低斜拉桥钢箱梁在台风作用下的抖振位移及内力,理论上布置抗风索后钢箱梁在51.1 m/s设计风速时的内力值可以降低到35 m/s风速时的水平,结构安全;设计风速下,单束抗风索内力最大值低于其设计强度,满足自身强度要求;在不同风速下,抗风索对钢箱梁临时锚固内力的影响效果不同。     

营口辽河公路大桥抗震性能研究

以营口辽河公路大桥为背景,对斜拉桥的抗震性能进行研究.从斜拉桥的抗震分析方法和动力分析模型入手,研究斜拉桥的结构动力特性,用斜拉桥地震响应的反应谱法和时程积分法分析计算.动力特性分析结果表明初始索力和重力对结构的动力特性的计算结果影响很小.对于大跨度斜拉桥至少取前30个振型进行反应谱分析才合理.在3个方向的地震作用下,采用反应谱法计算,斜拉索的地震力较小,静内力加动内力均小于索的设计值,索始终保持弹性工作,且无松弛现象.以全飘体系顺桥向+竖向输入地震波进行时程分析,计算出塔根部支座反力、辅助墩及边墩支座反力、节点位移最值、拉索单元轴力最大值,并绘出顺桥向和竖向EL-centro地震波时间历程曲线图.     

大跨斜拉桥索塔施工及控制技术研究

以某大跨度斜拉桥桥塔施工为依托,对大跨度斜拉桥索塔施工及控制技术进行了研究,结果表明,下横梁分层浇筑在成本、结构受力方面优于中间设置后浇带的方法,通过设置主动横撑和中塔柱预拱度,能够有效地优化倾斜索塔内力,中塔柱合龙应对合龙口温度、线形进行连续观测,从而确定合龙时机。研究成果对同类桥梁索塔施工具有一定的借鉴意义。     

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。