大跨径斜拉桥抗风稳定性能研究

斜拉桥是一种对风荷载作用很敏感的结构,在风的作用下很容易颤振,以营口辽河大桥为例,使用大型有限元软件ANSYS建立合理的有限元模型进行抗风分析,分别计算了成桥状态、施工单悬臂状态以及施工双悬臂状态的结构颤振稳定性,位移形态,评估该桥的抗风性能.     

钢桥塔与塔吊联合体系风荷载效应研究

施工阶段的钢桥塔属于典型的高柔结构,由于缺乏缆索的支撑作用,其低刚度可能会引起过大的结构位移响应。针对带塔吊钢桥塔联合体系静风荷载及响应,比较了《公路桥梁抗风设计规范》、《起重机设计规范》所提供的计算方法和计算流体力学(CFD)虚拟风洞技术的计算结果。通过对比可知,与CFD数值的计算结果相比,按照规范计算的联合体系部分位移响应极值偏于不安全;布置在钢桥塔顺桥向方向的塔吊,对桥塔顺桥向风荷载有一定的放大影响;根据CFD计算结果,可以得出风向对联合体系风荷载存在明显的影响。     

桥梁施工用大型龙门吊的抗风性能分析

为分析桥梁施工所用的大型龙门吊结构的抗风性能,以某36 m高龙门吊为对象建立有限元模型,根据《公路桥梁抗风设计规范》考虑桥面风速增大以及施工重现期的风速折减,确定了静阵风荷载,对大型龙门吊结构受风时的强度、受压稳定性、抗滑移性与抗倾覆性进行抗风评价。结果表明：在百年一遇风荷载下,龙门吊结构各主要杆件应力、稳定性指标远小于规范规定值;百年一遇风荷载、施工重现期风荷载下应具备142.7 kN、110.6 kN以上的走行方向抗力以防止滑移;尽管在百年一遇风荷载下,龙门吊自重抗倾覆力矩不足以抵抗风致倾覆效应而存在倾覆的风险,但在施工阶段具有足够的抗倾覆安全性。     

高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥关键问题研究

文章针对高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥的高墩稳定性及大体积混凝土施工过程中的温度应力等问题,基于非线性空间有限元的基本理论,以野三河大桥为工程背景,利用大型有限元通用软件ANSYS对其进行了详细的计算分析,对其抗风稳定性进行了非线性计算分析。计算结果表明,考虑几何非线性,静风荷载对桥梁最大悬臂状态的稳定性影响较大,成桥状态影响较小,同时验证了该特大桥抗风稳定性满足要求;大体积混凝土内部温度场及仿真应力场的计算结果与实测结果进行比较,结果显示所建立的有限元分析模型可以较好地计算混凝土施工时的温度场与温度应力。     

倒装路面结构在移动荷载下的力学响应分析

通过阐述有限元的动力方程建立理论依据,利用ANSYS建立路面结构和移动荷载的有限元模型,并计算倒装结构在移动荷载下的力学响应。结果表明,在移动荷载下的路面结构响应较静载小,车速的变化对其响应的影响较大,大体呈线形分布关系。在现有的路面设计理论和路面施工的基础上提供了一定的理论参考。     

高墩大跨T构桥最大悬臂施工状态的抗风性能研究

研究了风荷载对高墩大跨T构桥的作用及加载方式，并以马水河桥为工程实例，对其最大悬臂施工状态下主梁和桥墩的抗风性能进行了空间有限元分析。     

苏通大桥MD3600塔吊抗风安全性评估研究

介绍MD3600塔吊在苏通大桥应用中,围绕其抗风安全评估分析进行的模态识别测试、结构应力监测、风速场和抖振力模拟、结构有限元时程响应分析、有限元计算结果和实测数据对比分析和模型优化,以及索塔-塔吊联合体系抗风安全性评估等科研工作。     

大跨、长联、矮墩连续梁桥结构施工与运营阶段稳定性分析

闽候新南港大桥主桥设计为70 m+4×120 m+70 m连续梁桥,桥址处自然条件复杂。为确保该桥施工和建成运营后的抗风稳定性及安全性,对桥梁主桥结构动力特性、最大悬臂阶段和成桥阶段进行了分析。计算结果表明:最大悬臂阶段结构稳定性最差,对结构稳定性起控制作用的是恒载,活载、风荷载等对桥梁最大悬臂状态的稳定影响不大。该计算结果为大桥的设计和施工提供了理论依据。     

斜拉桥主塔施工过程风致抖振时域分析及安全性评定

对杭州湾大桥南通航孔斜拉桥进行桥塔施工架设期间的抗风分析。根据桥塔施工进度确立中塔柱合拢前及桥塔自立状态为抗风控制状态,针对2种施工控制状态建立有限元模型,分别进行了抖振时域分析及施工阶段全过程静力分析,并对桥塔在施工过程中结构和施工人员安全进行了评价。结果表明:施工阶段设计风荷载作用下,2种抗风控制状态桥塔控制截面拉应力都不大,结构不会出现损伤;但塔柱顶部抖振振幅及狄克曼指标都较大。     

无塔非对称人行悬索桥静风稳定性研究

基于结构稳定性分析方法,借助大型有限元分析程序ANSYS,以某无塔非对称人行悬索桥为实例,建立了4个有限元计算模型,分别对设置有抗风缆的钢桥面板悬索桥结构、有风缆的混凝土桥面板悬索桥结构和不设置抗风缆的钢桥面板悬索桥结构、混凝土桥面板悬索桥结构进行了静风稳定性研究。研究结果表明,质量较大混凝土桥面板比钢桥面板更有利于结构抗风,设置风缆能有效地限制结构在风荷载作用下的横向位移,提高结构失稳风速,研究还发现,若将抗风缆和混凝土桥面板有效地结合最有利于结构抗风,且效果十分明显。     

龙潭河大桥风致抖振时域分析

龙潭河大桥是一座最高墩高为179m,总长为812m的混凝土连续刚构桥,为高柔的风敏感结构。在分析抗风性能时,使用大型通用有限元软件ANSYS。建立了龙潭河大桥成桥阶段和最高墩施工最大双悬臂阶段的有限元模型,分析了模型的动力特性,根据Geodatis改进型的谱表示法模拟了桥梁的随机脉动风速场并进行了检验,然后基于准定常理论计算了作用在模型上的抖振力时程。最后由时程分析分别求得了两阶段抖振时域分析的结果。分析结果为龙潭河大桥的抗风设计提供了依据。可供同类桥梁设计参考。     

山区大跨连续刚构桥悬臂施工阶段的抗风分析

以卧龙沟3号特大桥为工程背景,采用midas Civil与FEA软件分析,通过流体力学计算方法得出三分力系数与风荷载作用大小;通过3种风载工况加载,对主梁的上部结构与桥墩进行受力性能分析。结果表明:T构最大悬臂状态为计算抗风性能的最不利状态;风荷载作用下,主梁多发生横向挠度与绕桥墩旋转变形;桥墩墩底受力反应敏感,主梁悬臂根部与桥墩墩底均没有出现拉应力,满足使用要求;该抗风分析方法结果可为类似工程提供借鉴。     

临时墩对斜拉桥最大双悬臂施工状态的抗风性能影响分析

大跨径斜拉桥在最大双悬臂施工状态下其结构刚度较小,对于风荷载引起的结构风致振动响应较为敏感,增设临时墩能有效提高结构竖向刚度,改善结构抗风性能。以主跨跨径为316m的双塔斜拉桥最大双悬臂施工状态处于台风期为背景,通过有限元计算分析了3种临时墩设置方案(不设临时墩、设置边跨临时墩以及设置中、边跨临时墩),在最大双悬臂阶段对结构动力特性以及抗风性能的影响。研究结果表明:设置中、边跨临时墩方案对结构竖弯和扭转基频提高显著,相比于仅设边跨临时墩方案,结构颤振临界风速和静风扭转临界风速分别提高了82.5%和83.4%;设置中、边跨临时墩使结构主梁和塔柱在风荷载组合工况下位移响应大幅度减弱。     

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。     

基于数值风洞的拱桥风荷载研究

计算流体动力学方法可以解决复杂拱桥的三维绕流问题。以九堡大桥主桥为工程背景,通过数值模拟得出了大桥主梁的静力三分力系数以及空间拱肋的风荷载参数,最终分析得到该桥的风荷载响应及一类稳定安全系数,为复杂桥梁结构的抗风研究提供了参考。     

黄冈公铁两用长江大桥钢桁梁大悬臂架设抗风措施

针对黄冈公铁两用长江大桥钢桁梁大悬臂架设过程中风荷载对施工稳定性的影响,进行合理的钢桁梁大悬臂架设抗风措施研究.分析作用于钢桁梁的风荷载,并利用MIDAS Civil软件建立钢桁梁悬臂架设施工阶段模型,对3种抗风措施(①将抗震挡块抄垫顶紧;②设置钢梁纵向限位装置;③设置只受压抗风牛腿)组合进行分析.最终确定采用抗风措施①和③的组合,即在钢桁梁A23-A24、A24-A25(A23'-A24'、A2’-A25’)上弦杆与塔柱之间焊接只受压抗风牛腿并将下横梁顶部抗震挡决抄垫顶紧.实践证明,所采用的组合抗风措施在使用过程中效果良好.     

斜拱塔施工状态抗风性能试验研究

苏扬公路2号桥桥塔采用了先进的无支架安装技术,施工期间桥塔自重及施工荷载靠自身承受,安全系数较传统的支架工法有所降低,桥塔易受到风荷载的影响。为了保证桥塔在施工期间的安全,必须进行必要的桥塔施工状态抗风性能试验研究。在计算桥塔自立状态动力特性的基础上,进行了桥塔施工状态气动弹性模型风洞试验,为桥塔的施工提供了安全保障,对同类工程有重要的借鉴意义。     

高墩大跨非对称砼斜拉桥塔梁同步施工方法研究

针对国内外对非对称、高塔斜拉桥的研究较少的情况,以某高墩大跨非对称砼斜拉桥为例,对该斜拉桥的同步施工进行了详细研究。首先通过对不平衡荷载的研究分析了塔梁同步施工过程中结构的稳定性;然后基于有限元软件Midas/Civil,通过计算安全系数研究了结构在不平衡荷载和风荷载的作用下桥梁的稳定性。最后,利用有限元软件ANSYS,对桥梁的关键部位0~#块进行了稳定性分析,结果表明,在施工时应以确保主梁施工进度为主,同时尽量缩短各梁段的混凝土龄期。研究成果可为同类型桥梁的同步施工提供借鉴和参考。     

龙门式双主梁架桥机施工抗风性能研究

为明确强风环境下架桥机的抗风性能,以龙门式双主梁架桥机为对象,利用ANSYS软件建模,采用有限元方法计算分析了不同风速下架桥机的整体稳定性,重点考察了架桥机在不同工作状态时结构由水平和竖向风荷载引起的反力,进而分析了架桥机整体的抗滑移性能和抗倾覆性能。结果表明:为确保架桥机在大风区的施工安全性,应该采取必要的防风措施,提出了在墩顶预埋钢筋与架桥机前支腿临时锚固、起重小车起吊适当重量等实用措施。     

单索面斜拉桥钢—混组合索塔施工抗风性能研究

大榭第二大桥为单索面斜拉桥,为了验证其钢—混组合索塔在施工过程中的抗风安全性,采用有限元数值分析方法,对索塔在下横梁浇筑前、上横梁浇筑前、裸塔阶段等3种施工控制状态,在20年一遇台风作用下的静阵风荷载响应进行了分析,并进一步分析了裸塔状态下施加临时风缆后对抗风性能的改善情况.研究结果表明:索塔施工过程中风荷载作用下产生的最大拉应力出现在裸塔阶段,位于横桥向迎风侧中塔柱根部,与恒载效应组合后,最大拉应力值为5.04 MPa,;最大拉应力产生的裂缝宽度为0.067 mm,小于规范规定的限值(0.15 mm);裸塔状态下施加临时风缆可以显著减小混凝土塔柱的最大拉应力.