基于环境振动试验的洞庭湖大桥主塔模型修正

桥塔是影响大跨径桥梁动力特性的重要部分之一,该文以洞庭湖大桥岳阳侧桥塔为研究对象,对其进行了环境振动试验,利用频域法进行了模态参数识别,获得了前6阶频率。建立了桥塔的梁单元、梁-实体单元有限元模型,并对模型计算结果进行了比较。选择梁-实体单元模型作为初始有限元模型,采用灵敏度方法进行了模型修正。修正后参数取值合理,频率误差明显减小,误差均小于3%,表明修正后的参数与实际值接近,得到了符合实际的岳阳侧桥塔基准有限元模型。     

外倾式矮塔斜拉桥墩塔设计实践

崇左市崇左大桥为一座(105+190+105)m=400m外倾式桥塔PC矮塔斜拉桥,墩塔轮廓呈双手托举造型。该桥受到通航及起终点标高限制,为实现桥梁景观造型,在结构设计上采用了塔墩梁固结体系、双肢实体桥墩、钢箱混凝土桥塔等关键技术。为探求墩塔的力学性能,运用Midas/Civil有限元软件建立了全桥的杆系模型,并采用Midas FEA有限元软件对塔墩梁结合部实体结构进行数值模拟。分析结果表明:桥梁结构选型合理、结构受力性能与经济指标良好。对外倾式桥塔斜拉桥墩塔结构进行了有益的探索。     

不对称独塔叠合梁斜拉桥塔梁同步施工可行性与影响因素分析

以贵州省铜仁市凯峡河特大桥为工程背景,运用有限元软件建立数值模型,分别计算塔梁同步施工和先塔后梁施工方式下成桥索力、成桥预拱度、主塔根部压应力等关键参数,结果表明,两者计算结果吻合较好,该桥采用塔梁同步施工工艺可行;分析桥塔顺桥向温差、桥塔两侧不平衡荷载对塔梁同步施工状态下桥塔偏位的影响,结果表明,顺桥向温差为20℃时...     

自锚式悬索桥地震反应有限元分析

以某独塔自锚式悬索桥为工程背景,采用空间有限元程序ANSYS,对其进行了地震反应仿真计算。针对桥塔和桥墩为异形结构（贝壳状弧形壳体）,采用8节点实体单元模拟主塔和桥墩。通过迭代计算确定结构初始平衡状态并计入初应力对结构刚度的影响,建立了全桥精细有限元模型。分别对嵌固模型、考虑桩-土相互作用和考虑承台土压力这3种模型进行了不同地震波组合下的动力时程反应分析。计算结果表明：塔根截面的应力水平最高,是结构抗震的关键部位;墩和塔出现了局部应力集中的现象,应力集中的区域在截面突变处和截面的角点处;考虑承台土压力的影响,可以有效减小桩基础的应力;精细有限元模型可以较好地反映结构在地震作用下的易损部位。     

三塔四垮结合梁悬索桥静力分析研究

利用大型有限元软件Midas Civil建立三塔四垮结合梁悬索桥有限元模型,其中主梁为双主梁模型,主梁和桥塔采用梁单元模拟,桥面板采用板单元模拟,主缆和吊索采用只受拉索单元模拟。在此基础上对模型进行有限元分析,分别对三塔四跨悬索桥主缆、吊索、桥塔、加劲梁等主要构件在不同荷载工况下的力学行为进行分析,探明三塔四跨悬索桥关键部位的应力和挠度分布规律。结果表明,各项力学指标的计算分析结果符合规范要求,对指导桥梁设计和施工具有理论意义和工程应用价值。     

钢筋混凝土拱桥参数化建模及特征值屈曲分析

针对某在建的150m跨径钢筋混凝土拱桥,利用开发的基于ANSYS的拱桥参数化建模模块,分别采用梁单元和实体单元创建有限元模型。在此基础上进行拱桥的特征值屈曲分析,并对拱轴线类型、桥面结构形式以及拱脚支承形式等影响因素进行了参数分析。分析结果表明:采用梁单元与实体单元进行结构离散,对于拱桥的特征值屈曲的计算结果影响不大。     

多塔大跨铁路斜拉桥方案研究

多塔斜拉桥主要靠梁、塔等单个构件来承受外荷载,其刚度差、温度效应较为明显,以某跨长江桥梁工程为背景进行多塔大跨铁路斜拉桥方案研究。在基准模型的基础上,通过增加塔、梁刚度或采用新型缆索体系建立其他模型,计算斜拉桥主跨挠度、桥塔内力等参数的变化,经计算表明可通过这些措施提高桥跨结构刚度。并提出塔顶加水平系索(方案1,结构效率较高、能有效减小基础内力)和采用双壁墩桥塔(方案2,结构受力简单)2种设计方案。由于该工程桥塔基础受船撞力控制设计,最终推荐了方案2。通过与普通钢桁梁和混凝土箱桁结合梁比较,主梁选择了具有刚度大、承载力高、桥面整体性好的钢箱桁结合梁截面。     

超宽钢箱梁横向应力与变形研究

以广东佛山平洲水道跨东平水道特大桥为背景,针对超宽幅钢箱梁运用空间有限元方法建立有限元板单元模型,对钢箱梁桥面板关键施工阶段及成桥后的横向应力与变形进行分析,揭示其横向应力与变形分布规律;与平面梁单元应力计算结果进行对比,分析超宽幅钢箱梁结构计算时采用平面梁单元与实体板单元的差异,建议采用空间有限元方法计算钢箱梁横向应力。     

单边索斜塔钢-混凝土结合梁斜拉桥塔梁根部应力分析

采用板 (壳 )、梁及三维实体单元相结合 ,对长沙市浏阳河洪山庙大桥塔梁根部区域进行空间有限元分析。分析表明 :主梁根部过渡段钢箱梁及混凝土的应力满足规范的限值要求 ,行车道板的剪力滞效应明显 ,徐变对主梁应力的分布影响显著 ;塔根部混凝土在施工过程及运营阶段均处于全截面受压状态 ,与试验结果相比较 ,吻合良好     

斜拉桥混凝土桥塔承载能力极限状态计算方法

以一座独塔混凝土梁混凝土塔斜拉桥为工程背景,对按规范验算主塔承载能力极限状态进行了分析研究,对偏压构件(桥塔)的关键参数计算长度l0的准确取值提出建议,弥补了规范中无法考虑斜拉索非保向力效应的不足.与精细有限元模型计算结果的对比表明,采用该参数取值原则与改进方法计算斜拉桥主塔极限承载能力是可行的.     

水土嘉陵江大桥主桥设计

水土嘉陵江大桥主桥为260m＋388m＋128m的高低塔双索面斜拉桥,主梁采用钢混叠合梁.该文介绍该桥各主要结构的设计,通过建立有限元整体计算模型对主梁、桥塔、斜拉索等的受力进行分析,并对其施工方案进行介绍.     

客运专线预应力混凝土箱梁三维有限元分析

哈大客运专线四平枢纽立交采用主跨48 m等高度、变宽度预应力混凝土连续箱梁方案。介绍采用通用有限元软件ANSYS,对预应力异形箱梁建立空间实体有限元单元模型,并结合平面梁单元计算结果对比研究其结构受力特性。     

三塔斜拉桥设计参数分析

为研究三塔斜拉桥结构的力学行为特征,为三塔斜拉桥设计提供参考,结合三塔结合梁斜拉桥工程设计实例,建立三塔结合梁斜拉桥的有限元模型,对斜拉索重叠布置、塔间斜拉索、提高桥塔刚度及采用辅助墩等措施进行参数分析,总结其受力行为的变化规律。计算结果显示:设置重叠索、设置塔间加劲索、边跨设置辅助墩可有效改善中塔、主梁、斜拉索受力,减少塔顶水平位移值及跨中主梁挠度值;提高中塔刚度可以减少塔顶位移;提高边塔刚度对结构影响很小;提高中塔的塔高可以改善桥塔内力,但会增大塔顶位移。计算结果可为三塔结合梁斜拉桥结构布置设计提供参考。     

厦漳跨海大桥南汊主桥桥塔设计

厦漳跨海大桥南汊主桥为主跨300 m的双塔结合梁斜拉桥.对H形、钻石形、菱形和宝瓶形等塔形进行比选,最终确定该桥桥塔采用改进的H形钢筋混凝土桥塔(上塔柱竖直,中塔柱倾斜,下塔柱外侧面竖直、内侧面倾斜).桥塔塔柱采用矩形空心截面,在塔底设置高4.0m的实体段;钢锚梁采用开口箱形截面;塔柱横梁为全预应力混凝土结构,箱形截面;承台采用哑铃形截面;桥塔基础采用钻孔灌注桩群桩基础.为检验桥塔受力,对裸塔和全桥进行整体计算,并采用ANSYS和MIDAS分析桥塔关键部位局部受力.分析结果表明,桥塔各部位受力均满足规范要求,并有一定的安全储备.     

大跨悬索桥塔顶位移控制值分析

为了分析某悬索桥上部结构施工过程中塔顶纵向抗推刚度和允许位移，采用通用有限元程序ANSYS建立了3种不同单元形式的桥塔有限元空间模型，利用这3种模型分别计算了桥塔的抗推刚度和抗扭刚度，得到了比较一致的结果。提出用2种混凝土应力水平来控制塔顶允许位移，分别采用线性和非线性方法，计算了某悬索桥塔在2种荷载工况下，按不同应力水平条件控制下塔顶允许位移值和塔身的混凝土最大应力。     

赤水河红军大桥门式框架桥塔施工关键技术

赤水河红军大桥为主跨1200 m的单跨悬索桥,桥塔为门式框架结构,由塔肢和上、下2道横梁组成。为加快施工进度,对塔梁同步和塔梁异步2种施工方案进行综合比选,确定该桥采用塔梁异步施工方案。通过方案优化,施工中设置5道主动横撑,确保桥塔不出现拉应力;横梁采用空中附壁支架现浇施工,节省钢材,缩短工期;采用有限元软件对该方案进行仿真分析,验证了该方案的合理性。塔梁异步施工时,塔肢施工到一定高度后进行下横梁施工;塔肢封顶后,同步施工大桥上部结构和上横梁;通过横梁与塔肢结合处钢筋全断面Ⅰ级接头控制,增加塔肢混凝土凿毛厚度,采用定位钢筋串联法进行横梁锚杯相对位置及线形控制,预应力管道口采用定位钢筋进行位置固定,保证了桥塔施工质量。     

某宽幅矮塔斜拉桥Y形桥塔施工方案优化

某(105+180+105) m波形钢腹板-PC组合梁矮塔斜拉桥桥塔采用外倾式分肢双塔柱,外倾15°,外观呈Y形。针对桥塔先塔后梁施工过程中上塔柱塔根内侧拉应力和塔顶横向变形过大的问题,提出先塔后梁增加临时对拉索和塔梁同步施工2种施工优化方案,采用MIDAS Civil软件建立有限元模型,研究各施工优化方案对桥梁结构受力性能的影响,并进行综合比选。结果表明：施工过程中,2种施工优化方案均能将塔根拉应力减小至材料抗拉强度设计值以下,且塔梁同步施工方案塔顶横向变形比先塔后梁施工方案最大减小40.2%;成桥状态时,2种施工优化方案的斜拉索成桥索力值与设计成桥索力值比较接近,且误差均在5%以内,2种施工优化方案对成桥质量控制无不利影响;通过工期、工程造价、工程质量和施工安全方面的比较,经综合考虑,该桥桥塔施工采用塔梁同步施工方案。工程实践证明塔梁同步施工方案实施效果较好。     

矮塔斜拉桥塔梁同步施工阶段塔梁墩固结部位局部应力分析

文中以采用塔梁同步施工的新建某矮塔斜拉桥为工程背景,采用有限元软件建立塔梁墩固结部位局部实体分析模型,对桥梁整个塔梁同步施工过程进行模拟,分析重要施工阶段的塔梁墩固结部位局部应力大小及分布规律,并将有限元计算结果与实测数据对比,相互验证计算结果和测试结果的准确性.     

箱涵结构不同计算模型的精度分析

运用结构力学简化计算及Midas有限元通用软件,对公路工程中某一常用的通用箱涵结构进行了空间结构受力分析。结果表明,结构力学简化计算的结果与有限元的计算结果有一定的差距,有限元模型中,用不同单元类型模拟箱涵结构,也存在较大的差别,其中梁单元与板单元的计算结果基本一致,但实体单元的计算结果比其他方法计算的均要小很多;此外,箱涵结构地基支撑刚度也会影响结构的受力;小构件的箱涵结构,结构受力并不是简单的梁、板单元受力特性,而是一个复杂的空间受力状况。     

乌苏大桥主桥上部结构设计与计算

乌苏大桥主桥为独塔单索面斜拉桥,跨径布置为(140+140)m,采用塔、墩、梁固结体系,综述该桥上部结构设计与计算。主梁为带大挑臂的钢箱结合梁,中间钢箱梁采用单箱双室截面,两侧钢挑臂为变高度工字形梁,挑臂端部设槽形小纵梁;混凝土桥面板厚25 cm,与钢梁通过剪力钉连接;塔根部主梁采用预应力混凝土箱梁,以方便与桥塔固结;桥塔采用独柱式塔,高117 m;斜拉索为竖琴形中央平行索面布置,采用低松弛镀锌高强度平行钢丝束。采用有限元软件MIDAS Civil 2006及SCDS程序对该桥进行结构计算分析,结果表明该桥的静力、稳定及动力特性均满足规范要求。