非对称独塔斜拉桥受力性能分析

非对称独塔斜拉桥结构新颖,造型独特,在外荷载作用下的变形及受力规律与常规斜拉桥有所差异。非对称独塔斜拉桥通过斜拉索索力的非对称性实现斜拉桥内力的最优分布,因此非对称独塔斜拉桥在设计、施工及运营过程中,对其受力性能的研究很有必要。该文以珲春大桥为主要研究背景,采用Midas/Civil建立了珲春大桥空间有限元模型,分析了非对称独塔斜拉桥的受力特点,通过对索力、弯矩、轴力、位移、应力等指标的分析,得到了珲春大桥主梁及主塔的受力特点,可为类似斜拉桥的设计计算、施工及监控提供参考和验证。     

基于影响矩阵法的非对称独塔斜拉桥索力优化

非对称独塔斜拉桥结构新颖,造型独特,在外荷载作用下的变形及受力规律与常规斜拉桥不同。斜拉索能通过千斤顶主动施加张拉力改变主梁受力条件,改变主梁和主塔的线形及主梁的受力性能规律。因此非对称独塔斜拉桥在设计、施工及运营过程中的索力控制十分关键。该文以珲春大桥为背景,采用Midas建立了斜拉桥的空间有限元模型,以主梁及主塔的弯曲和拉压应变能最小为目标函数,采用影响矩阵法,进行了成桥索力优化,同时考虑施工过程对结构产生的内力进行分析。结果表明:影响矩阵法在非对称独塔斜拉桥成桥索力优化中效果良好。     

千吨级变宽悬浇挂篮设计

武汉大道跨铁路斜拉桥为138 m+(81+41)m独塔双索面预应力混凝土箱梁斜拉桥,主梁为非对称单侧变宽截面双边箱结构,采用挂篮悬浇施工,最大悬浇节段重达800余吨.为解决桥下净空受限,变幅、超宽双边箱主梁悬浇施工难题,设计分体式多主桁与整体式变宽底模平台、低高度底模走行梁悬浇挂篮体系,承载力达1 000 t.该挂篮体系由主桁系统、底模系统、模板系统、吊挂系统、平衡及锚固系统、走行系统、防护平台等组成,通过主桁与底模分步走行及3次体系转换方式实现主梁悬浇施工.采用MIDAS Civil平面模型和ANSYS空间实体模型进行仿真计算,得出挂篮和主梁应力和变形均满足要求.该桥采用该挂篮系统进行主梁悬浇施工,实现了特殊条件下的多组挂篮走行,变幅、超宽箱梁悬浇等作业.     

非对称独塔斜拉桥稳定性分析

非对称独塔斜拉桥结构新颖,质量轻,主梁轴力大,稳定性问题较为明显,且其稳定性能规律不同于普通斜拉桥,因此,对非对称独塔斜拉桥的稳定性研究很有必要。以珲春大桥为主要研究背景,采用Midas/Civil有限元分析软件建立了珲春大桥空间有限元模型,对其成桥状态下线性稳定性及非线性稳定性进行分析,同时分析了结构设计参数对非对称独塔斜拉桥稳定性的影响。分析结果表明,活载对结构成桥状态第一类稳定性影响较大,斜拉索垂度效应对结构稳定性影响较小,可以忽略。斜拉索索力、恒载、斜拉索面积和主塔刚度等设计参数的变化对结构的稳定性均有不同程度的影响,在设计中需要分别考虑。     

非对称组合梁斜拉桥转体施工敏感性分析

为研究影响非对称组合梁斜拉桥转体施工结果的具体因素,以某非对称钢混组合梁斜拉桥为研究背景,采用有限元软件对其进行参数敏感性分析,重点研究施工支架刚度、斜拉索初始张拉力以及平衡配重对结构施工过程内力和线形的影响。结果表明：1）支架刚度对斜拉桥落架后的主梁内力影响很小;2）增大初始张拉力能够减小主梁跨中处的弯矩,但同时会增大塔根处主梁的弯矩,适当调整初始张拉力可以减小主梁脱离支架后的位移以及两侧中跨悬臂端位移差;3）过大的配重线极度会增大边跨负弯矩,可能成为控制设计的因素,但适度的配重重量可以减小主梁跨中悬臂端的下挠。     

非对称混合梁斜拉桥行波效应和余震响应分析

以吉林省四平市165 m+45 m+45 m非对称混合梁斜拉桥为工程背景,结合其跨度大、混合主梁、主塔高、结构非对称特点,采用有限元分析软件建立MIDAS CIVIL三维空间模型。基于动力时程分析法,研究行波效应对非对称混合梁斜拉桥地震响应的影响。通过刚度折减来模拟主震过后各桥墩的损伤状态,计算结构在余震作用下的响应,进一步分析和比较在E1地震和E2地震作用下结构的位移和应力变化。     

武汉大道金桥桥塔施工关键技术

武汉大道金桥为跨度(138+81+41)m的斜拉桥,主梁采用非对称变宽截面箱梁,桥面宽度由边跨39m渐变至主跨49.899m。桥塔采用"A"形塔,由塔座,下、中、上塔柱及下、中、上横梁组成,塔肢斜率为1∶4.384。针对塔肢斜度大、桥面宽度大,与既有铁路、金桥大道相互交叉,组织、协调难度大等特点,采用了下塔柱翻模施工,中、上塔柱液压爬模施工,桥塔、中横梁异步施工,桥塔、主梁同步施工等施工技术。实践证明,该桥桥塔的施工质量、安全、进度均达到了预期效果。     

非对称刚构-连续组合体系梁桥受力特性研究

为给非对称刚构-连续组合体系梁桥的设计与应用提供理论基础,以渝湘复线高速长头河特大桥主桥为背景,引入非对称比例系数研究不对称程度对非对称刚构-连续组合梁桥力学特性的影响,提出采用在连续墩处设置组合阻尼支承体系改善该体系梁桥连续墩处主梁在横向风荷载作用下受力不利的问题。保持该桥主跨跨径180 m不变,调整刚构侧和连续侧单侧主梁长度在主跨范围内的占比,采用MIDAS Civil软件建立10个不同非对称比例系数的刚构-连续组合体系梁桥有限元模型,分析不同模型在恒载、汽车荷载、温度荷载、收缩徐变等作用下的主梁内力和支座反力,以及组合阻尼支座不同水平等效刚度对主梁受力的影响。结果表明：非对称刚构-连续组合体系梁桥不对称程度对结构内力影响最大的荷载为收缩徐变;非对称比例系数m>0.2时需适当加大连续墩处主梁梁高、延长小边跨长度以减小非对称性的不利影响,m最大限值建议采用0.3;在连续墩处设置组合阻尼支承体系,利用阻尼位移使主梁协调变形,能有效降低横向风荷载引起的主梁弯矩和应力幅。     

非对称独塔斜拉桥张拉方案比选

非对称斜拉桥结构新颖,造型独特,其受力性能不同于一般斜拉桥。斜拉索的张拉方式及张拉值不同,施工过程及成桥运营阶段主梁和主塔产生的内力及位移值也会不同,为了更加具体深入地研究不同张拉次数及张拉值对非对称独塔斜拉桥产生的影响,该文以珲春大桥为研究背景,利用Midas/Civil软件建立空间有限元模型,采用正装迭代法模拟施工过程,通过改变施工过程中斜拉索的张拉次数和索力控制值,对主梁和主塔的内力及位移值进行分析比较,选出最优张拉方案,加快了施工进度,节约了施工成本。     

大跨度结合梁斜拉桥的参数敏感性分析

结构参数误差是斜拉桥施工控制过程中误差产生的重要来源.为分析结构各设计参数对桥梁成桥状态影响的敏感性,以江津观音岩长江大桥为背景,采用有限元法计算各设计参数对大跨度结合梁斜拉桥主梁成桥线形和主梁应力的影响.结果显示:主梁重量、拉索制造长度、桥面板重量和温差对该桥主梁成桥线形及主梁应力有显著影响;桥面板弹性模量和主梁弹性...     

跨海单索面钢混组合梁斜拉桥设计关键技术

富翅门大桥主桥采用57 m+108 m+340 m+108 m+57 m双塔单索面钢混组合梁斜拉桥。主梁采用单箱三室钢混组合梁，标准段宽度27.5 m，主桥岑港侧边跨位于互通变宽段，主梁变宽至35.5 m，主梁采用节段预制、悬臂拼装施工。采用Midas/civil分析软件建立有限元模型，对桥梁施工中最大悬臂阶段、运营阶段进行抗风稳定性分析。为提高海洋环境下的结构耐久性，对海工混凝土性能、钢筋保护层厚度、混凝土外加剂、钢梁除湿及防腐涂装等提出了明确要求，并设置了完善的维护和检修设施。     

大跨度矮塔斜拉桥收缩徐变效应分析

在大跨度桥梁中,混凝土收缩徐变将会导致主梁的下挠度增大、应力发生重分布、预应力产生损失,对结构产生不利的影响,通过Midas/Civil2010有限元分析软件对大跨度矮塔斜拉桥建立模型,采用预测模型分析了在成桥状态下收缩徐变效应对主梁的应力和挠度的影响及预应力损失.同时,总结了针对大跨度矮塔斜拉桥减小收缩徐变效应的几种方法.     

斜拉桥风致响应的雷诺数效应

为研究主梁三分力系数雷诺数效应对斜拉桥的静风响应及抖振响应的影响,分别采用大、小2种比例主梁节段模型的风洞试验测得主梁三分力系数;并用结构有限元方法,以苏通大桥为背景,分析了高雷诺数和低雷诺数时斜拉桥的静风响应和抖振响应.研究结果表明:雷诺数效应对斜拉桥抖振效应有不可忽略的影响;忽略主梁雷诺数效应的斜拉桥静风响应和抖振响应分析可能会导致偏危险的结果.     

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。     

多跨斜拉桥双钢管-混凝土组合结构桥塔静力与抗震研究

为研究双钢管-混凝土组合结构桥塔在多跨斜拉桥中的应用,以一座7塔8跨斜拉桥模型为背景,对双钢管-混凝土组合结构桥塔的静力及抗震性能进行分析.采用极限状态设计法检验桥塔的安全性,在中等强度地震波和超强地震波作用下,通过比较桥塔横梁处主梁在纵向可移动连接、线弹性连接及双线弹性连接3种支承条件下的地震响应评估桥塔的抗震性能.分析结果表明:隔跨布置活载引起的主梁及桥塔弯矩大于满跨布置荷载引起的主梁及桥塔弯矩;桥塔越高产生的位移和弯矩越小;塔顶响应和塔底弯矩在可移动支承条件下最大,在双线弹性连接条件下最小.双钢管-混凝土组合结构桥塔适用于多跨斜拉桥,主梁与桥塔横梁处采用双线弹性连接方式,桥塔的抗震性能最好.     

混合梁轨道专用斜拉桥自振特性研究

以国内最大的混合梁轨道专用斜拉桥重庆高家花园大桥为研究对象,应用大型有限元软件建立全桥模型,采用子空间迭代法进行动力分析,得出该桥的自振频率和振型,并在此基础上研究结构参数对桥梁低阶频率和地震响应的影响。计算结果表明:双塔混合梁轨道专用斜拉桥辅助墩的设置对桥梁结构刚度分配十分有限,低阶自振频率及振型影响较小;主梁横向刚度对主梁侧弯的振动频率影响较大;半漂浮体系和固结体系振动频率基本相同,漂浮体系主梁侧弯振动频率较前两者小,且地震作用下结构响应十分显著;主梁及2期恒载对主梁低阶频率和地震响应较为显著,而对索塔的低阶振动频率影响较小。研究成果可为同类斜拉桥的设计及施工提供参考。     

PC斜拉桥体系刚度退化及UHPC加固主梁性能提升研究

为了研究PC斜拉桥主梁受损后体系刚度退化规律及超高性能混凝土(UHPC)加固主梁后体系刚度提升性能,以一座跨径220 m的PC斜拉桥为研究背景,开展PC斜拉桥节段缩尺模型试验,并对破坏后主梁进行裂缝灌浆处置,对比分析原主梁与灌浆主梁结构体系在相同加载工况下的刚度退化规律;基于数值分析方法,探讨PC主梁损伤后处于不同刚度折损情况下,采用不同厚度UHPC材料加固PC主梁对体系刚度的提升性能.结果 表明:斜拉桥体系的刚度下降较梁截面刚度下降迟缓;主梁裂缝灌浆处置后对结构体系刚度提升明显,但很难恢复至未受损之前;随着主梁受损程度的增加,原主梁及灌浆主梁PC斜拉桥体系刚度越来越接近.数值分析结果表明:PC斜拉桥体系的刚度下降较梁截面刚度下降迟缓,这与试验结果相同.同时体系刚度的提升并不随UHPC加固层厚度的增加而线性增加,为使主梁受损破坏后的斜拉桥体系刚度恢复至未受损时,在对主梁进行灌缝封闭处置后,还需采用在受拉侧加固2.660 cm厚UHPC层.     

山区斜拉桥中跨主梁缆索吊机安装技术

红水河特大桥为双塔双索面非对称混合式叠合梁斜拉桥,贵州岸边跨和中跨主梁采用钢梁格与混凝土桥面板共同受力的叠合梁,广西岸边跨主梁采用混凝土П形梁。针对该桥结构复杂,交通闭塞的情况,提出并实施了采用缆索吊机安装中跨主梁的方案,解决了山区交通极度困难条件下修建斜拉桥的难题。     

宽幅斜拉桥主梁施工阶段受力特性分析

为研究单侧变宽主梁斜拉桥在施工过程中主梁的结构受力行为,以便对桥梁进行准确的施工控制,以武汉市金桥斜拉桥为背景,先采用杆系模型进行整体计算,后基于ANSYS有限元软件,采用空间实体单元建立主跨主梁及斜拉索的子模型,分析该桥主跨悬臂施工过程中主梁的受力情况.分析结果表明:节段浇注时,部分节段的顶板处于受拉状态;中纵肋在整个节段的施工过程中,顶缘处于受拉状态,底缘处于受压状态,带索横梁在整个节段施工过程中均表现为受压;左、右顶缘和中纵肋顶缘受拉区域和拉应力值随节段施工的进行而变动,各研究区域变动范围不同.各区域应力均未超过设计允许值.     

大跨径曲线矮塔斜拉桥参数敏感性分析

为了解结构状态参数对大跨径曲线矮塔斜拉桥成桥状态的影响,获取施工控制敏感参数,以黄龙带矮塔斜拉桥——(108+208+108)m双塔三柱式曲线预应力混凝土矮塔斜拉桥为背景,采用有限元软件TDV RM建立该桥空间杆系有限元模型,分析主梁自重、主梁弹性模量、斜拉索索力、预应力张拉力、混凝土收缩徐变和体系温度参数变化下,主梁的应力和挠度的变化规律。结果表明:主梁自重、斜拉索索力、混凝土收缩徐变和体系温度对成桥状态主梁的应力和挠度影响显著,是施工控制敏感参数;主梁弹性模量和预应力张拉力对成桥状态主梁的应力和挠度影响较小,是施工控制非敏感参数。