人行索桥合理结构形式研究

为得到适合山区人行索桥的合理结构形式,通过对目前大部分山区人行索桥安全隐患及事故的调查,并对悬索桥和索道桥进行理论计算和对比分析,提出索桁结构概念。索桁桥结构由上主缆、下桥面缆索及吊杆组成,通过在空载下张拉下桥面索形成一个类似桁架结构的空间体系。通过对索桁桥、悬索桥、索道桥3种结构形式的对比分析可知,在山区修建人行索桥采用索桁结构体系是比较合理的,索桁桥可以降低活载挠度,节省工程造价。     

大跨度索道桥几何非线性有限元分析

索道桥是以拉索作为主要受力构件,钢横梁及木板等作为局部受力构件的一种悬索体系桥梁,具有建造成本低,工程周期短、易于维修保养等特点,有着广泛的应用前景,但相关技术资料较少。索道桥作为非永久使用桥梁,目前我国还没有关于其设计施工的规程规范。该文以云南某索道桥为例,运用有限元软件MIDAS/civil对索力及横向稳定性进行了计算分析,并对拉索、钢横梁、锚杆的设计进行了验算,所得结果及计算过程可为同类索道桥设计提供参考。     

悬吊索损伤下索道桥结构分析

索道桥是以钢丝绳为主要受力构件,钢横梁及木板等作为局部受力构件的一种悬索体系桥梁。该文以甘肃省某索道桥作为背景,利用Midas/Civil建立空间计算模型,再结合实桥静力测试结果对有限元模型进行修正,在此基础上展开不同位置悬吊索损伤的结构分析,得出不同位置悬吊索破断对索道桥的影响规律。并对悬吊索损伤原因进行分析总结。分析结果可为同类索道桥的设计与养护提供参考。     

自锚式悬索桥空间缆索分析与计算

对空间索面自锚式悬索桥主缆的受力特点进行理论分析。以天津富民海河大桥为例,验证了分析方法与计算方法的可靠性。采用空间模型,通过两个计算步骤对空间缆索悬索桥成桥状态和空缆状态主缆线形进行分析,首先是简化的索体系分析,得出主缆的初始几何形状和主缆水平张力;然后再进行精确分析,利用简化计算得出的结果进行迭代计算,直至收敛。通过缆索受力计算和分析,为今后设计、修建自锚式悬索桥提供一定的计算和分析方法。     

梁拱组合体系桥吊杆张拉控制

梁拱组合体系桥充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用,结构受力较为复杂,为使成桥内力及线性符合设计要求,吊杆张拉控制非常重要。为避免多次张拉,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL建立全桥施工阶段模型,据现场实测不断对理论模型进行修正。假定吊杆初张力及张拉顺序,进行正装迭代分析,比选吊杆张拉最佳方案。在吊杆张拉过程中利用频率法测量吊杆索力变化,对主梁及拱肋应力应变、主梁及拱肋变形进行同步监测。实践证明,根据优化方案进行吊杆张拉,可以满足拱肋、主梁受力及线性要求,成桥后索力与设计索力在误差允许范围之内,避免了吊杆多次张拉调整。     

自锚式悬索桥静力特性模型试验研究

为研究自锚式悬索桥在运营阶段的静载响应规律,以应变相等为原则,按静力相似理论对哈尔滨市三环西线跨松花江大桥主桥进行1∶50缩尺模型试验研究.以轴向刚度、弯曲刚度相似为主进行模型设计,重点关注桥梁的受力与变形性能.根据有限位移理论的仿真分析,结合相关规范的规定,制订桥梁静力试验工况及试验方法.基于最不利加载工况下的试验数据,对该桥的主缆、吊索、主梁的受力及变形特征进行分析.结果表明:双塔对称体系自锚式悬索桥的边主跨挠度分布情况与三跨连续梁类似,但由于竖向索力的弹性支撑作用,结构挠度减小,证明结构在静力作用下能承担的荷载更大;各关键构件荷载安全系数均在规范限值以内,大桥结构受力偏于安全;各测试工况试验值与理论计算值总体吻合较好,模型能较好反映实桥的受力特性,同时也印证了缩尺模型设计的合理性.     

单塔空间索自锚式悬索天桥设计与施工控制

桐柏停车区天桥采用(18+38+66+18)m四跨单塔自锚式悬索桥方案。桥塔为钢筋混凝土拱形,加劲梁采用钢筋混凝土肋板式结构,主缆采用预制平行丝股,吊索采用空间布置,鞍座采用铸焊结构。采用MIDAS Civil程序建立有限元模型,进行成桥结构分析,结果表明该桥结构刚度满足规范要求。该桥采用先梁后缆法施工,采用倒拆法进行施工计算,在施工过程模拟计算后得到吊索下料长度。吊索分5次张拉到位完成结构体系转换,以吊索无应力长度为控制指标,控制吊索张拉力和加劲梁变形。监控结果表明,该桥成桥线形较好,主缆和吊索受力均匀。     

景区人行索道桥设计

索道桥以其优美的外形被用于景区人行桥梁,结合实际工程对景区桥梁的设计方案从周边环境、使用功能、施工技术及社会经济效益等多方面进行综合比选,并对人行索道桥的设计从主要构件的设计构造特点、受力特性、施工方法和行人舒适度方面进行分析研究.结果表明,结构上采用双侧均匀布置主索的方式改善了结构受力体系,安装TMD阻尼器方法可有效...     

斜拉拱式协作体系桥梁地震响应分析

为了解斜拉拱式协作体系桥梁地震响应规律和特点,指导该类桥型抗震设计与研究,以大连市翔凤河桥——(40+90.5)m斜拉拱式协作体系桥为研究对象,采用有限元软件建立该桥三维有限元模型进行动力性能分析,利用地震反应谱和时程分析方法分析三向地震作用下结构的位移和内力,以及结构非线性对地震响应的影响。结果表明:斜拉拱式协作体系桥梁的动力性能主要振型符合无背索斜拉桥的特点;结构在纵向和横向地震作用下的位移和内力均比竖向地震作用大;在纵、横向地震作用下桥塔于塔梁拱交接位置产生最大内力,拱肋于1号墩处拱脚位置产生最大内力,应特别重视该桥塔梁拱结合处的桥塔和拱肋截面的抗震设计;结构非线性对该桥地震响应的影响比较明显,地震分析计算时应考虑结构非线性。     

大跨径悬索桥结构分析理论及其专用程序系统的研究

大跨径悬索桥是典型的柔性结构体系，其受力特性表现为几何非线性。设计阶段不仅要计算其恒、活载和附加荷载的受力与变形，还要计算主缆、吊索制作时的无应力索长，挂索初期索胺的预偏量等特殊问题；在施工阶段要作各种施工荷载及风载作用下的受力分析。此外，悬索桥的风振、地震响应以及塔的稳定性也是设计者关心的问题。而悬索桥在各种情况下的静、动力特性及稳定性与该时刻结构状态密切相关。为了理顺这些关系，并根据拟定的成桥     

自锚式悬索桥合理成桥状态及受力特性研究

结合自锚式悬索桥受力和施工特点,以鄂尔多斯市某双塔三跨自锚式悬索桥为工程背景,对自锚式悬索桥合理成桥状态的计算方法、吊索张拉顺序和动力特性展开研究,实践表明,采用基于影响矩阵的零位移法确定自锚式悬索桥合理成桥状态的方法,简单实用,计算精度高,具有较高的工程应用价值,经验算成桥运营状态结构强度和刚度均满足设计要求。采用无应力状态法进行正装分析,通过对比分析施工阶段桥梁结构的响应,优化吊索张拉顺序,明确了合理施工状态,包括缆形、吊索力、索鞍预偏量等。通过对桥梁结构进行动力分析得到一些结论可为同类桥梁提供参考。     

自锚式悬索桥合理成桥状态的实用计算方法

合理确定吊索张力及主缆线形是自锚式悬索桥设计中的关键问题。基于加劲梁的受力特性,推导了用于吊索张力优化的刚性支承连续梁法;从悬索的基本平衡微分方程出发,提出了主缆线形计算的梁比拟法;两者结合使用,通过常用的杆系结构线性分析程序即可进行吊索力优化及主缆线形计算,从而确定自锚式悬索桥的合理成桥状态。算例分析表明,实用方法的力学意义明确、操作简单且计算精度高,可在设计实践中推广。     

瓯江北口大桥中塔设计及索鞍施工预偏量影响研究

温州瓯江北口大桥主桥为缆跨布置(230+800+800+348)m的三塔四跨连续弹性支承体系悬索桥。该桥中塔采用四柱式钢筋混凝土A形刚性塔,总高142m,纵向为A形,横向为门形。由于刚性中塔的采用,在提高中塔自身抗推刚度的同时,提高了结构的整体刚度,活载作用下加劲梁挠跨比1/588,中塔单根主缆的最大不平衡力达到35 003kN;与此同时,结构扭转基频提高到0.486Hz,颤振临界风速达到113.9m/s,抗风性能得到很大改善。采用BNLAS软件对中塔索鞍预偏与否进行分析,结果表明:中塔顶主鞍座的理论预偏量为0.239m,预偏与否对中塔受力影响很有限、对边塔受力基本无影响,因此设计建议取消中塔索鞍预偏及顶推。     

天津富民桥设计施工关键技术研究

为研究空间索面自锚式悬索桥的受力特性;以天津富民桥为例,对空间索面自锚式悬索桥索缆的计算方法、空间索鞍的受力特性和施工方案、吊杆与钢箱梁连接构造、锚固端受力、钢箱加劲梁屈曲模态、动力性能等关键技术进行分析研究。结果表明在设计空间索面自锚式悬索桥时,应注意主缆和鞍座安全系数的取值应比平行索面的要大;吊杆与钢箱梁的连接方式既要保证缆索索力的传递,又要满足吊杆万向转动的要求;钢箱加劲梁屈曲模态可不必过分注意;由于钢箱加劲梁内存在较大的轴向力,导致自锚式悬索桥的动力性能和地锚式悬索桥有一定的区别。这一结论对日后设计、修建空间索面自锚式悬索桥,具有现时的指导意义。     

武汉杨泗港长江大桥成桥状态的统一悬链线计算方法

针对采用分段悬链线法计算悬索桥主缆成桥状态的缺陷,以武汉杨泗港长江大桥主桥(主跨1 700m的钢桁梁双层悬索桥)为背景,提出一种新的悬索桥主缆成桥状态计算方法。该方法基于传统分段悬链线理论对索段进行受力分析,推导出全桥索段的统一悬链线方程,以主缆斜率最小点作为计算起始点,根据主缆线形与斜率的关系和变形相容条件建立方程,利用主缆张力的水平分力与垂度的变化规律求解方程。该方法能保证对平面悬索桥的缆索结构求解收敛。根据该方法编写程序对杨泗港长江大桥主桥主跨主缆的成桥状态进行分析,并与分段悬链线法的计算结果进行对比,结果表明该方法正确可行。该方法的计算结果已成功应用于杨泗港长江大桥主桥的设计中。     

预应力混凝土拱式梁桥横向受力分析

某预应力混凝土拱式梁桥在交工阶段即出现肋板竖向裂缝,且运营过程中裂缝明显发展。对该桥进行有限元仿真计算分析,研究其箱梁横向受力特性,分析其在车辆荷载及温度梯度作用下的应力分布特征,为同类桥梁的设计和维护提供依据。     

某钢桁架加劲梁悬索桥成桥静载试验分析

为分析某主跨730 m钢桁架加劲梁悬索桥的受力情况,通过将静载试验实测数据和理论数据进行分析对比,结果表明该桥主体结构受力性能满足设计荷载等级要求。在试验中发现附属设施存在与主体结构变形不协调问题,其在试验荷载下存在破坏的可能。提示在类似设计时,应注意附属设施与主体结构的变形协调问题,以适应主体结构的变形要求。     

悬索桥主缆线形的实用计算方法

根据解析迭代法的原理,结合悬索桥在恒载作用下的受力特点,整理出悬索桥主缆成桥线形计算、主缆索长在鞍座处的修正计算、无应力索长计算、鞍座顶推预偏量计算、空缆状态索夹安装位置计算的实用方法。在镇山大桥的应用表明,这些计算方法是简单有效的。     

施工索桥对野三河特大桥的影响分析

针对施工索桥的修建对野三河大桥线形控制、受力及稳定性的影响,基于非线性有限元的理论对其进行了施工全过程分析.采用8节点体单元分析计算施工索桥对高墩的影响;采用空间梁单元应用单元生死技术分析施工索桥对最大悬臂状态T构的影响,采用平面梁单元计算索桥荷载对混凝土收缩徐变的影响;计算过程中考虑了大变形、ρ-△效应等非线性的影响.分析结果表明:施工索桥的修建对主墩变形和最大悬臂状态的T构受力影响较大,对临时横撑与桥墩连接部位的局部混凝土的受力极为不利;施工索桥荷载作用下混凝土收缩徐变效应明显.     

考虑肋、板共同作用时的拱式体系荷载横向分配问题探讨

本文首先从拱式体系受力变形的特点出发,阐述了各受荷单元之间(比如助与肋之间),由于加载情况的不同、变形情况差异,在竖向荷载作用下,相邻的受荷单元之间会出现不容忽视的纵向力,这是梁式体系和拱式体系荷载横向分配规律有所不同的主要原因。某些双曲拱桥波顶纵向裂纹的产生,也和此纵向力有关。 由于此纵向力的作用,将使各受力单元所承受的竖向荷载略趋于均匀。 本文从肋、板整体作用的角度出发,著重考虑了板的剪切变形影响,对拱式体系的荷载分配规律进行了探讨。分弹性板与刚性板二种情况,推导了一些便于手算的公式。 抛砖引玉,以期引起各方面的兴趣,共同讨论。