高低塔不对称斜拉桥横向受力数值分析

高低塔不对称斜拉桥的横向受力是其结构分析的关键之一，对桥梁结构的安全性和耐久性有着重要意义。依托某高低塔不对称斜拉桥，分别建立了杆系模型和实体模型并对其横向受力进行了数值分析，研究了多个工况下结构的受力规律。同时，对比两种模型的计算结果，分析表明活载作用下两种模型应力相差0.5～2 MPa，人群荷载作用下基本一致，杆系模型较实体模型更为保守。     

沪通长江大桥主航道桥受力特征研究

沪通长江大桥主航道桥为主跨1 092m的双塔三索面钢桁梁公铁两用斜拉桥,为验证该桥受力的合理性,分别建立该桥整体、局部精细化有限元模型,对其合理成桥状态、静活载效应、最不利荷载组合下主桁结构受力特征、桥面系受力特征等展开研究。结果表明:列车活载效应按无限长加载较有限长增加约10%,主桁上弦强度和稳定控制区域为辅助跨跨中附近位置,下弦为辅助墩和桥塔位置。中-活载集中力作用下,铁路桥面系应力由大到小依次为顶板、横梁、U肋、纵梁和底板。汽车活载作用下,公路桥面系桥面板与U肋连接焊缝处存在较明显应力集中,但量值不大;比较不同弧形缺口型式的活载应力水平,表明该桥弧形缺口形状设计较合理。     

大跨度斜拉桥主塔横撑关键截面受力分析

以某大跨度斜拉桥为工程背景,采用有限元软件MIDAS/Civil建立模型,对设置横撑时主塔关键截面进行受力计算,分析主塔关键截面的应力与位移变化,研究大跨度斜拉桥主塔结构在施工荷载作用下的受力性能和变形。计算结果表明,横撑设置可有效减小主塔的位移,且应力符合规范要求,具有优越的受力性能。     

寸滩长江大桥荷载试验研究

为研究寸滩长江大桥成桥受力性能,采用荷载试验的方法对其进行加载试验,提出了大跨度悬索桥的静载试验要点和加载效率范围,总结了该桥在加载工况作用下的加劲梁应力、主缆索力、主塔应力等参数的校验系数范围。同时,通过脉动和行车工况,分析了该桥的自振特性和动力响应。结果表明,该桥满足设计活载的正常使用要求。该桥荷载试验结论可供同类桥梁交工验收和后期养护参考。     

多跨矮塔斜拉桥静力荷载试验优化研究

为减少桥梁荷载试验耗时及中断交通时间等,以一座主桥上部结构为(128+3×210+128)m四塔五跨单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥为例,结合多跨矮塔斜拉桥结构的受力特点及控制截面影响线的特点,通过考虑内力兼顾挠度的加载效应,截面影响线的图形相似性及互补性,并适当调整加载车载位,将加载车在顺桥向以控制截面为对称轴进行布置,对桥梁静力荷载试验工况进行了优化。优化后将全桥9个荷载试验工况仅通过3次加载即可全部实现,各控制截面的加载效率均能够满足规范要求,极大地提高了加载车的加载效率,缩短了试验过程的耗时。     

变截面椭圆形独塔斜拉桥塔-梁结合段模型试验研究

为了解某变截面椭圆形独塔斜拉桥的桥塔-主梁结合段的静力学性能,建立了塔-梁结合段1∶8缩尺试验模型,采用大型地震荷载模拟加载装置对缩尺模型进行了竖向偏心加载试验。通过模型试验与有限元模拟相结合,研究了塔-梁结合段钢板、塔内混凝土和PBL剪力键的应力分布以及受力情况。研究表明:在1.7倍等效设计荷载作用下,该斜拉桥的塔-梁结合段处整体应力水平较低,混凝土竖向正应力约为11MPa,PBL剪力键的贯穿钢筋承受的最大弯曲应力为63MPa,钢板承受的最大压应力为227 MPa。研究成果揭示了该变截面椭圆形桥塔斜拉桥的塔-梁结合段在设计荷载作用下的静力学特性,为该类桥塔的设计提供了参考依据。     

公铁同面大桥的桥面铺装耦合荷载效应

为分析铁路-公路荷载作用下公铁同面钢桁架梁桥面铺装层的受力特点,以枝城长江公铁同面连续钢桁架梁桥面铺装结构为研究对象,采用等效抗弯刚度法简化桥面铺装层,建立公铁同面大桥整桥有限元模型,分析铁路荷载、公路荷载及铁路—公路耦合荷载对公铁同面钢桁梁桥桥面铺装组合结构的影响。结果表明桥面铺装层主要控制应力为顺桥向的纵向拉应力,铁路荷载和公路荷载对最大纵向拉应力耦合效应的贡献率分别约为62.5%和37.5%,对最大横向拉应力的荷载耦合效应的贡献率分别约为61.7%和38.3%。在铁路-公路耦合荷载作用下,枝城长江公铁同面钢桁架梁桥面铺装层的最不利等效应力小于等效桥面铺装层材料的容许应力。     

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。     

独塔单索面预应力混凝土斜拉桥静载试验

为了评定某独塔单索面预应力混凝土斜拉桥结构的受力性能与工作状态,以成桥静载试验结果为依据,通过对静载试验相关工况下控制截面的斜拉索索力增量、桥塔塔顶偏位、主梁挠度和截面应力等重要试验数据的详细分析,结合理论计算结果来研究不同静载试验工况下该斜拉桥的索力变化规律、塔顶偏位、结构强度和刚度等特性.分析结果表明,静力荷载作用下该桥索力、塔顶偏位、应力和挠度均能满足规范要求,该桥承载能力满足设计要求.     

运营阶段斜拉桥主塔在不同荷载组合下的变形及内力分析

为研究运营阶段不同荷载组合对斜拉桥主塔变形及内力的影响,以国外某新建双塔混凝土斜拉桥工程为依托,采用MIDAS/Civil建立了斜拉桥有限元模型,对斜拉桥在运营阶段的内力及变形进行计算分析。计算得出了不同荷载组合下的斜拉桥主塔塔顶偏移及最大应力。结果表明:不同荷载组合下斜拉桥主塔变形存在较大差异,斜拉桥主塔塔顶的偏移量在LM1+人群荷载下最小,在LM4+人群荷载组合下达到最大,位移偏向跨中方向;不同荷载组合下斜拉桥主塔内力差异较小,主塔最大应力在LM1+人群荷载下最小,在LM4+人群荷载组合下达到最大,最大应力所在部位为第一个横梁与塔交界处。     

双塔双索面斜拉桥结构荷载效应分析

以西南地区某大桥结构荷载效应分析为例,研究了双塔双索面斜拉桥结构在恒载、活载、温度荷载作用下,边跨1/2、中跨1/4、中跨1/2、中跨3/4截面处的位移、应力以及索力等参数的力学响应。研究结果表明:1)在恒载作用下,中跨1/2处挠度最大,主梁监测截面和索塔根部均处于受压状态,跨中截面附近出现最大压应力,达10.1MPa;2)在活载作用下,中跨1/2处竖向位移达最大值,而主塔监测截面应力位于-4~0.7MPa区间内;3)在温度荷载作用下,主梁监测截面在升温与降温两种情况下的竖向位移大小相等,挠度方向相反,应力基本呈对称分布,索力负值最大处为13#拉索处。     

无背索曲塔曲梁斜拉桥施工稳定性分析

以某一无背索曲塔曲梁斜拉桥为分析对象,针对桥梁结构特征,采用结构整体静力有限元分析桥梁极限状态及施工关键节点的整体与局部结构静力性能和动力特性,获得桥梁稳定性特征。研究结果表明:极限承载力作用下,桥塔混凝土、桥塔钢板、钢箱梁、边跨混凝土梁应力范围均满足施工标准;恒载作用下,索塔混凝土最大竖向压应力出现在内索塔与墩底连接处,在内塔底部出现最小压应力,主梁最大竖向变形出现在梁顶端位置;活载和风荷载作用下,外索塔在顺桥向荷载下产生最大变形,内塔底部产生局部最大拉应力;连接索塔削弱薄塔处顺桥向和横桥向最大拉应力均较大,因此,在设计施工中需要对该削弱薄塔区进行局部加强,避免出现结构失稳性破坏。     

大跨径钢-混组合梁斜拉桥主梁力学特性研究

为明确在多种不利荷载组合作用下大跨径钢-混组合梁斜拉桥主梁的受力规律,以某桥跨布置为(40+175+410+175+40)m的双塔钢-混组合梁斜拉桥为背景进行研究。采用ANSYS建立该桥混合单元空间有限元计算模型,分析自重及斜拉索索力、车辆轮载、桥面板预应力、混凝土收缩和徐变效应、温度效应等荷载及组合作用下中跨跨中段主梁的结构响应。结果表明:对于双索面钢-混组合梁斜拉桥,局部轮载作用下桥面板呈现出明显的局部受力特性,桥面板"第二体系"拉应力可能会大于"第一体系"压应力,中跨跨中区域及边跨尾索区桥面板应配置纵向预应力;桥面板混凝土的收缩和徐变效应、温度效应的叠加是桥面板出现顺桥向裂缝的根本原因,设计时应全桥配置桥面板横向预应力。     

山区超高三塔斜拉桥结构设计探讨

三塔斜拉桥结构体系刚度相对较弱,提高体系竖向刚度、控制拉索应力幅、满足索塔受力要求是三塔斜拉桥结构设计的关键。以建设中的山区超高三塔结合梁斜拉桥为背景,运用空间有限元方法进行全桥多方案对比,研究索塔刚度、塔-梁支承体系对山区超高三塔斜拉桥结构力学行为的影响。结果表明,加大中塔刚度是提高三塔斜拉桥结构整体刚度的理想方式;边塔刚度对三塔斜拉桥结构整体刚度的影响较小;中塔塔-梁铰接、边塔竖向支承的结构体系对减小活载作用下的主梁挠度及温度作用下的塔底弯矩效果均较明显。     

重庆东水门长江大桥静力试验分析

针对钢桁梁斜拉桥荷载试验方案设计复杂,可参考文献较少的现状,以重庆东水门长江大桥竣工荷载试验为依托,对大跨度钢桁架梁公轨两用斜拉桥的静力试验进行研究,介绍了该类桥梁的荷载试验实施方法,采用梁单元、桁架单元、板单元建立有限元模型并进行数值分析。结果表明,有限元模型计算值与静力试验实测值基本吻合,表明该模型建立方法合理,该桥受力性能满足设计活载的正常使用要求。     

广西大冲邕江特大桥设计

广西邕江特大桥是广西南宁外环高速公路的控制性工程,该桥为主跨332m的高低塔双塔双索面斜拉桥。作为国内少有的大跨径高低塔斜拉桥体系设计实例,本文介绍了该桥的主要技术指标、桥梁总体布置及主要结构设计与工程技术特点,重点对本桥所采用的双分离式边箱断面主梁及考虑景观和受力要求而采用的双向变截面索塔进行详细论述,为今后该类桥梁的设计提供参考依据。     

独塔四索面异型斜拉桥塔梁固结节点受力性能分析研究

宁波外滩大桥主桥采用主跨225m的独塔四索面异型斜拉桥,全钢结构。以外滩大桥为工程背景,主要介绍了该桥的塔梁固结节点的受力特点、各主要荷载组合下的应力分布及传递路径等受力性能,其分析方法和结果可供类似工程参考。     

柔梁密索体系矮塔斜拉桥敏感参数分析

在特定的建设条件下柔梁密索体系矮塔斜拉桥具有其独特的优势,但工程实例较少,缺乏系统性研究。该文以榕江大桥为背景,通过理论分析及有限元仿真计算,研究其构造特征及受力特点,并对斜拉索布置形式、塔高及主梁刚度等敏感参数进行系统分析。得到如下初步结论:柔梁密索矮塔斜拉桥受力特性与斜拉桥相似,可通过索力优化达到合理成桥状态;塔矮整体结构刚度低,主梁轴力及斜拉索索力相比斜拉桥要大;斜拉索布置形式对结构受力有明显影响,辐射形布置时主梁轴力最小,仅为竖琴形布置时的一半,扇形布置介于两者之间。塔高对结构受力影响显著,随着塔高降低,斜拉索使用效率降低,主梁轴力、斜拉索索力、主梁活载弯矩及挠度、斜拉索活载应力幅均有显著的增加;主梁刚度对活载作用下结构内力也有显著影响,随着主梁刚度的提高,主梁活载弯矩增大、活载挠度减小,斜拉索活载应力幅显著较小。设计时宜充分利用有限塔高,采用可改善拉索倾角的辐射形布置,适当提高主梁刚度,以获得理想的整体结构刚度,调整索梁荷载比,从而使结构受力合理。     

南盘江特大桥部分斜拉桥设计

部分斜拉桥是介于斜拉桥和梁式桥之间的一种桥型,具有塔矮、梁刚、斜拉索应力幅变化小的特点.部分斜拉桥的结构体系主要有3种形式,其塔上锚固装置主要有交叉锚和贯通式鞍座2种形式.南盘江特大桥为(108+180+108) m三跨双塔单索面预应力混凝土部分斜拉桥,采用塔、墩、梁固结的结构体系.主梁为单箱三室斜腹板变截面箱梁;桥塔采用等截面矩形实心断面;斜拉索为单索面、2根1组布置在中央分隔带上,塔顶鞍座为分丝管式;主墩为钢筋混凝土变截面薄壁空心墩.经计算,在各种荷载的不利组合下,结构处于良好的受力状态,满足规范设计要求.同时,该桥在稳定性和抗震性能方面均满足要求.     

混凝土斜拉桥П形截面主梁弯曲受力分析

为了研究混凝土斜拉桥П形截面主梁的弯曲受力特征,指导П形截面主梁的设计,以某跨径组合为(110+220+110)m的双塔四索面预应力混凝土斜拉桥为例,采用有限元软件分别建立全桥整体杆系单元模型与桥塔附近主梁节段实体单元模型,对其П形截面主梁的弯曲受力情况进行了计算分析,并通过截面剪力滞系数来描述剪力滞效应的影响。结果表明,最不利组合荷载作用下,塔底主梁节段在桥轴线处上拱,П形截面主梁两侧肋板下挠;预应力对横梁的作用明显,横梁产生向上反拱;主梁在计算荷载作用下除应力集中点外,全截面受压;塔根部主梁截面的剪力滞较为显著,剪力滞系数介于0.68~1.12之间;其它截面的纵向应力分布相对均匀,剪力滞系数介于0.81~1.12之间。对于П形截面主梁斜拉桥,塔根部附近主梁节段在设计时必须考虑剪力滞效应的影响,其它位置截面可以按照初等梁理论进行设计。