考虑刚性拉杆扭转的斜拉桥侧向弹性稳定性

以单承重面刚性拉杆斜拉桥为研究对象,基于主梁刚度无穷大的假定和能量原理推导出带有刚性拉杆考虑扭转变形时斜拉桥侧向弹性稳定系数的解析计算公式.通过对同一算例分别用推导公式、有限元法及其它近似计算公式进行对比计算,推导公式的正确性得到了验证;同时对斜拉桥的结构参数进行分析,讨论了它们对桥塔侧向弹性稳定性系数的影响规律.结果表明:计入刚性拉杆扭转变形后,桥塔侧向弹性稳定系数有所提高,更接近实际情况;桥塔的抗弯刚度对考虑非保向力效应的桥塔侧向弹性稳定性影响较大;当桥塔抗弯刚度较小时,拉杆抗扭刚度对桥塔侧向弹性稳定性影响较大.     

具有初始缺陷的高桥墩稳定性分析

将施工中存在初始缺陷的高桥墩视为两端铰支的压杆,采用瑞利—里兹法推导其稳定临界压力公式。利用公式进行计算,算例结果表明初始缺陷的存在会降低桥墩承载力。     

斜拉桥实测索力计算方法比较

为研究斜拉桥实测索力计算转换公式的适用性,以常用的频率-索力计算方法弦振动分析理论为基础,列举工程中常用的实测索力计算公式及分析理论,分析以实测频率为单一变量,采用不同简化公式计算乌苏斜拉桥(2×140m独柱塔单索面钢箱梁斜拉桥)和邹城斜拉桥(2×110m独塔双柱式双索面混凝土梁斜拉桥)实测索力的差异,并在四方台斜拉桥(双塔三跨钢箱梁斜拉桥)上进行验证。研究结果表明,中、小跨径钢箱梁斜拉桥应用斜拉索两端简支直梁理论进行实测索力换算的精度更高;中、小跨径混凝土斜拉桥应用斜拉索两端固结直梁理论进行实测索力换算的精度更高;当索长在90~100m范围以上时均应对计算索长进行修正后再计算索力。     

中承式拱桥的侧倾稳定性研究

系杆拱桥的拱肋上作用有保向力和非保向力两种类型的荷载,采用能量法推导出中承式系杆拱桥侧倾稳定临界荷载的一般公式,并通过算例与有限元计算的结果进行了比较验证,获得的系杆拱桥侧倾稳定临界荷载的概念与裸拱侧倾稳定临界荷载是一致的。     

拱肋刚度的选取对钢管混凝土拱桥稳定计算的影响

首先介绍了钢管混凝土拱桥线性和非线性稳定计算理论,为了对比不同拱肋刚度计算方法对钢管混凝土拱桥稳定系数计算的影响,以章江大桥为例,分别采用3种钢管拱肋刚度计算方法,使用有限元程序ANSYS对成桥运营阶段第1类稳定和第2类极值点稳定进行了分析。结果表明,考虑几何非线性、材料非线性和初始缺陷的非线性稳定的失稳荷载比线性屈曲计算值要小很多;换算截面法和试验数据法计算结果中的弹性稳定系数和非线性稳定系数比较接近,而采用复合材料法计算结果与两者相差较大;采用试验数据法模拟钢管拱肋刚度计算结果中无论弹性稳定系数还是非线性稳定系数都较为安全。     

系杆拱桥纵向联接系对拱肋面外稳定影响分析

在参考文献[1-3]系杆拱桥拱肋稳定性研究的基础上,就联接系对拱肋稳定性的影响作出研究。纵向联接系的形式在此取常用的框架式作为研究对象。根据弹性体系稳定性理论有关组合柱的计算,提出了框架式组合柱的组合刚度组合效应系数的近似公式,对现行的联结系作出验算,完成了拱肋面外稳定性的算例,提出关于横系梁布置的优化建议。同时对提篮式系杆拱桥拱肋面外稳定性作出了实例分析。     

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注顺序优化

钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注是施工中的控制性工序,为保证灌注过程的安全,在分析、比较弹性稳定计算方法和弹塑性稳定计算方法的特点和差别的基础上,提出了以施工过程中的弹性稳定安全系数为评价标准和用弹塑性稳定分析方法进行校核验算的拱肋混凝土灌注顺序优化方法,并以千岛湖1号特大桥为例进行了分析计算,同时还讨论了钢管拱肋合龙时初始应力对灌注顺序优化结果的影响。分析结果表明,最优的灌注顺序和拱肋合龙时的初应力关系密切,不同的拱肋架设方法将导致最优的灌注顺序发生变化。因此进行拱肋混凝土灌注顺序设计时,应该按照实际拱肋拼装过程考虑钢管拱肋的初应力。     

基于有限元的弹性应力配筋法在复杂结构设计中的应用

为研究非杆系复杂结构的配筋设计,以某斜拉桥塔梁墩固结段为例,采用ANSYS建立局部结构实体模型,将应力结果应用到非杆系复杂结构的弹性应力配筋公式中,进而计算配筋量。结果表明,采用基于有限元的弹性应力配筋法操作简单,可用于指导复杂结构配筋设计与校核。     

斜拉桥桥塔稳定性实用计算方法

以卡罗波夫折减法为基础,提出了一种改进的计算斜拉桥桥塔稳定系数的方法——修正的弹性支承法.以目前世界上跨度最大的斜拉桥-苏通大桥为例进行计算,并将计算结果与有限元分析结果进行了对比.结果表明,在一定的施工状态、荷栽工况及参数条件下,该计算方法得到的桥塔稳定系数与有限元分析结果非常接近.修正的弹性支承法由于考虑了斜拉索的...     

拉索的悬链线解答在斜拉桥调索中的应用

基于作者建立的无弹性悬链线解答,推导了拉索的无应力索原长计算公式,以及索原长与索力之间的增量关系式。算例表明,本文建立的索原长计算式是正确的;索原长与索力之间的增量关系式可应用于大跨度斜拉桥的调索计算,与常用的Ernst弹性模量修正法具有相近的精度。算例还表明,在进行调索计算时,割线模量法具有很高的精度,且公式简单,建议优先采用。     

波形钢腹板箱梁无背索部分斜拉桥弹性稳定分析

新密市溱水路大桥设计在中国首次采用了波形钢腹板无背索部分斜拉桥结构.笔者介绍了弹性稳定计算理论、研究第一类稳定问题的工程意义、基于数值解的第一类稳定问题的有限元分析方法和3种方法的稳定安全系数表达式.采用Midas/Civil屈曲分析模块,按照上述方法3计算得到波形钢腹板箱梁无背索部分斜拉桥结构整体最小稳定安全系数及临...     

波形钢腹板矮塔斜拉桥施工阶段稳定性分析

波形钢腹板矮塔斜拉桥以其新颖的结构形式、优良的受力特性、较好的材料利用效率,修建数量日益增多,因其多采用薄壁钢腹板和刚构薄壁高墩的结构形式,使得对该类桥型施工过程中稳定性问题的研究就显得尤为重要。研究方法:利用ANSYS有限元软件建立朝阳沟波形钢腹板矮塔斜拉桥空间块体+板壳组合单元精细计算模型,计算纯剪切荷载作用下钢腹板的失稳模态;选取施工关键阶段,计算悬臂施工状态的弹性稳定性;考虑材料非线性、几何非线性和混凝土材料的开裂和压碎特性,计算悬臂施工状态非线性稳定性。结果表明:波形钢腹板构造按弹性屈曲强度公式计算最小值为348.3 MPa(合成剪切屈曲),有限元方法计算的剪切屈曲最小值为517.9 MPa,均大于材料剪切屈服强度199 MPa,结构承载力按剪切屈服强度控制;矮塔斜拉桥拉索的弹性支撑作用,增强了波形钢腹板稳定性,施工中主要是主墩的平面内侧倾失稳,不会出现波形钢腹板的失稳情况;考虑材料非线性和几何非线性求得悬臂施工阶段的非线性稳定系数仅为弹性稳定系数的41%～34%,悬臂越长,非线性效应对稳定性的影响越突出;施工荷载对悬臂施工状态的稳定性影响很大,最不利工况下结构的非线性稳定系数为5.13,结构稳定性仍满足规范要求。     

钢桥规范受压板件局部稳定计算问题探讨

受压板件局部稳定计算方法是《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64—2015）中的核心计算方法之一。通过实际设计工程中的应用,并结合一定的理论分析,发现该规范局部稳定计算方法存在以下问题：（1）板元局部稳定折减系数计算公式与宽厚比限制值不协调,宽厚比取上限时折减系数显著小于1;（2）横肋刚柔性判别公式精度不够高,导致在横肋刚柔分界线处加劲板局部稳定折减系数不连续,突变幅度可能较大,且横肋由柔性加强为刚性时折减系数可能反而减小。     

系杆拱桥在风压力下吊杆力的非保向效应

研究了系杆拱桥在风压力与拱轴压力共同影响下引起的横向挠曲,同时考虑了吊杆力的非保向共同作用。采用单榀箱形拱肋与结合梁为系梁,以及框架式联结系的双榀系杆拱桥2个算例,对上述影响作出相应的计算,并对箱形拱肋弹性薄板进行局部加劲的优化设计,以提高其稳定性。     

现代斜拉桥不同截面形式的剪力滞效应分析

针对斜拉桥3种典型截面形式如闭口箱形、边箱形和边主肋形,分别采用不同的理论计算方法,如三杆比拟法、弹性理论解法和能量变分法等对其主梁截面剪力滞效应进行分析,并结合有限元数值计算和模型试验的分析结果进行了对比验证。结果表明:该理论计算方法较为简便直观且具有一定的精度,其计算结果偏于安全,可以用于初步设计;计算分析和模型试验研究相结合的方法是分析评议斜拉桥主梁截面剪力滞效应的有效手段。     

中、下承式拱桥的实用稳定计算

本文针对中、下承式拱桥拱肋——吊杆体系的受力特性,研究了拱肋的两类稳定问题,从理论上说明了按现行桥规验算拱肋的纵、横向稳定性以及拱肋的偏心增大系数计算,都是偏保守的。考虑吊杆、桥面对拱肋刚度的影响,用能量法导出了实用计算公式,这些公式也可用以验算受张拉的单片拱肋的施工稳定性。     

斜板的计算

本文将梁系理论用于斜板结构的分析。给出了斜板结构的平衡方程组，它可用于斜板，斜形加肋板，铰接板的计算。算例及实验表明，这种方法的结果可靠，有一定精度。     

斜拉桥塔柱截面尺寸优化设计

在现有斜拉桥计算理论和结构优化理论的基础上,系统地考虑斜拉桥设计中应注意的多方面因素,确定了斜拉桥塔柱截面尺寸优化设计的设计变量、约束条件和目标函数,建立了优化设计的数学模型,并进行了算例分析。算例结果表明,利用建立的优化模型结合有限元方法对斜拉桥部分构件进行数学优化是可以实现的,其结果也能满足一定的工程精度。     

斜拉桥的纵向压屈与荷载分布关系的研究

本文就斜拉桥的纵向稳定性,研究了两个重要问题:(1)在充分论述了平衡法处理梁柱稳定问题的可能性之后,提出了等效弹簧刚度的概念,借助于该概念和公式(3)以及几何方程,成功地使平衡法得以应用于斜拉桥稳定问题的研究和计算。它比能量法有其独到方便之处。它不像能量法那样要求寻找有时难以找到的变形位移函数,对于不对称情况尤其难找,而且数学演算较繁。(2)上述成果,使我们有可能进一步探讨和研究斜拉桥的纵向压屈与荷载分布的关系。研究结果表明,斜拉桥主梁的纵向失稳不一定发生在布满活载时,而很可能坍塌于局部承受活载的情况下。这就改变了人们的通常观点。这里有两种情况值得关注:有时,局部承受活载时的压屈荷载,与布满活载下的压屈荷载相差无几;有时,局部承受活载时的压屈荷载,比布满活载下的压屈荷载还要小。     

粘滞阻尼器在斜拉桥减震设计中的应用

介绍了斜拉桥减震设计的思想以及粘滞阻尼器在斜拉桥减震设计中的应用,并以一座斜拉桥为例,在相同的地震波作用下,对飘浮体系、弹性约束体系和加粘滞阻尼器的半漂浮体系分别进行时程分析,比较了3种体系梁端及桥塔的水平位移、水平惯性力和桥塔的受力情况。研究表明:粘滞阻尼器能够改善斜拉桥的动力特性,不仅使得结构的位移和受力都是最小,而且提高了斜拉桥的抗震能力和耐久性,这种体系最能符合斜拉桥的减震设计思想。