曲线梁部分斜拉桥空间性能分析研究

该文利用空间有限元模型对曲线梁部分斜拉桥的受力性能进行了全面的研究。分析了施工阶段及使用阶段各荷载单项对结构空间受力行为的影响。针对其受力特性提出了在曲线梁部分斜拉桥设计中需要注意的设计要点,可为其他同类桥梁的设计分析提供一定的借鉴和参考。     

曲线梁斜拉桥的结构特点与设计方法

详细研究了曲线梁斜拉桥的结构特点,对曲线梁、斜拉索、索塔等构件受力特点进行了分析,对曲线梁斜拉桥的空间受力进行了探讨。提出针对曲线梁斜拉桥的设计方法,重点对构件选型设计、斜拉索与曲线梁的空间配置、塔梁墩连接体系等进行了研究探讨。相关讨论与结论,可为曲线梁斜拉桥的设计实践提供参考。     

曲线斜拉桥曲率半径设计参数的影响分析

曲线斜拉桥是主梁呈曲线的斜拉桥。其张兼具弯梁桥和斜拉桥的受力特点,主梁在承受弯矩、剪力作用的同时承受了较大的扭转作用,受力复杂,具有高度空间性。以刚果共和国布拉柴维尔主跨为285m的曲线斜拉桥为工程背景,基于有限元分析方法,通过改变曲线斜拉桥的曲率半径,建立不同曲率半径的曲线斜拉桥和相应的直线斜拉桥模型,以探究不同曲率半径对结构受力性能的影响规律。主要研究对象包括主梁内力、拉索索力、支座反力和主梁变形等,研究结果表明曲率半径对主梁扭矩、支座反力和内外侧索力差值影响较大,对主梁位移、弯矩和剪力影响较小。研究结果可为曲线斜拉桥的设计提供参考。     

曲线斜拉桥的实桥试验、模型试验及结构分析

介绍了曲线斜拉桥的实桥静、动载试验,并将实测试验结果与缩尺模型试验的结果进行了比较、分析和研究;利用这种方法可以分析研究曲线斜拉桥的静动载特性,为在工程实践中推广应用曲线斜拉桥提供了理论依据.     

曲线斜拉桥的实桥试验、模型试验及结构分析

介绍了曲线斜拉桥的实桥静、动载试验，并将实测试验结果与缩尺模型试验的结果进行了比较、分析和研究；利用这种方法可以分析研究曲线斜拉桥的静动载特性，为在工程实践中推广应用曲线斜拉桥提供了理论依据。     

琴桥动力模型试验

以一座设计中的斜拉桥为背景,进行了主桥模型动力特性试验,着重介绍了本次试验中特殊的相似方法、模型的设计制作、试验方法的选择及试验的实施。将试验结果与有限元计算值进行对比,分析了误差的原因,为该桥的设计提供了依据。     

某矮塔斜拉桥整体设计参数敏感性分析

该文以某双塔单索面曲线矮塔斜拉桥为背景,利用Midas/Civil建立了有限元模型,并针对整体设计参数中的矮塔斜拉桥特有的塔高、无索区长度和边中跨比3种主要设计参数对全桥静力特性的敏感性影响进行分析,提出了3种参数在双塔单索面结构形式下的合理范围,对该桥型的设计及监控具有一定的参考价值。     

基于无应力状态法的钢箱梁斜拉桥成桥目标线形的实现

针对钢箱梁斜拉桥成桥目标线形的实现,以厦漳跨海大桥北汊主桥为例,提出基于无应力状态控制法理论的主梁预拱度取值、制造尺寸确定、预拼装线形计算及悬臂拼装控制方法.该桥为多跨连续半飘浮体系钢箱梁斜拉桥,采用桥梁结构设计系统SCDS2011建立桥梁有限元模型,求得钢箱梁设计预拱度;钢箱梁制造尺寸确定时考虑竖曲线和设计预拱度及梁体轴向压缩、弯矩转角的影响;以预拼装线形为基础计算得出每节段前、后控制点的坐标值进行预拼装;在钢箱梁悬臂拼装过程中进行线形控制时,考虑安装阶段的计算挠度及成桥状态与设计预拱线形的高程差.事实证明,采用该方法对钢箱梁斜拉桥进行成桥目标线形的控制取得了良好的施工精度.     

大跨度小半径平曲线混凝土斜拉桥的受力及设计特点

混凝土斜拉桥是一种常见的桥型,由于地形限制或出于美观等情况的考虑,有时会建造在小半径的曲线上。小半径曲线斜拉桥的主梁、索塔、索力、支座等的受力特点与设计方式都与直线斜拉桥不同,而且随着跨度的增大设计难度也随着增大。针对大跨度小半径平曲线混凝土斜拉桥的受力及设计特点进行了分析和阐述,以期为后续此类桥梁的设计和计算提供帮助。     

基于正交试验法的单塔斜拉桥方案优化

以正交试验原理为基础,建立预应力混凝土单塔斜拉桥方案优化模型,选取5个关键设计参数作为主要因素,9项体现力学、经济性能的关键指标作为计算分析对象。利用4水平正交表L16(45)安排16个正交试验方案,采用有限元分析试验模型在恒、活载作用下的力学响应,得到各因素与指标的关系曲线。对试验结果采用极差分析方法,得到各因素对指标的重要性影响程度,从而确定各因素最优水平,得到单塔斜拉桥最优布置方案。     

小半径曲线斜拉桥适应性研究

为获得正确反映大跨Π型主梁曲线斜拉桥施工过程力学行为的结构分析方法,以刚果共和国布拉柴维尔滨河大道桥为研究对象,综合考虑施工过程中各种因素(包括新梁段的浇筑、预应力筋张拉、混凝土收缩徐变等)的影响,分别采用梁-板混合有限元法及杆系有限元法建立施工全过程空间有限元模型。通过主要施工阶段计算结果和现场监控实测数据作对比,结果表明:梁-板混合有限元方法能够更加准确反映复杂受力下曲线主梁的扭矩分布。研究结果可为大跨Π型主梁曲线斜拉桥的设计及施工提供参考。     

长挑臂单索面钢斜拉桥荷载试验研究

为分析和研究长挑臂薄壁钢箱梁单索面斜拉桥在自身恒载和设计使用荷载作用下的实际受力性能,通过对位于黑龙江省黑瞎子岛跨乌苏里江的钢箱梁斜拉桥进行荷载试验,并结合已建立的全桥三维空间Midas/Civil有限元模型计算结果,对比分析探讨乌苏斜拉桥实际工作状态是否满足设计荷载使用要求。此外,针对较易失稳的单索面体系和正应力分布不均匀的薄壁箱梁体系,在荷载试验数据及模拟计算结果的基础上对这两种特殊问题进行了重点分析。     

异形独塔斜拉桥参数敏感性分析

为了降低施工过程造成的偏差对成桥状态的影响,对异形独塔斜拉桥进行更准确施工监控,对桥梁设计参数进行了敏感性分析,确定影响成桥状态设计参数的敏感性,进而在施工过程中采用修正主要设计参数偏差忽略次要设计参数偏差的方法,对异形独塔斜拉桥进行控制。以安徽省某大桥为案例,对桥梁模型中设计参数进行了对比分析,分别详细分析了桥梁结构自重(施工临时荷载)、桥梁整体刚度、混凝土收缩徐变、整体温度等因素对异形独塔斜拉桥成桥状态的影响。分析结果表明大桥结构自重、斜拉索索力和整体温度对大桥影响较大,而桥梁的整体刚度和混凝土收缩徐变对桥梁成桥状态的影响较小。     

某斜拉桥荷载试验方案设计及加载反常响应分析

对某斜拉桥荷载试验进行方案设计,阐述有限元模型的建立及其计算要点。对现场加载过程中结构出现的反常响应进行具体分析,并根据实际响应对有限元模型进行调整和反复试算。     

大跨曲线斜拉桥Π形主梁分析方法研究

为获得适用于大跨曲线混凝土斜拉桥Π形主梁受力分析的实用方法,以刚果共和国布拉柴维尔滨河大道桥为研究对象,综合考虑施工过程中新梁段的浇筑、预应力筋张拉、混凝土收缩徐变等影响,分别采用梁-板混合有限元法及杆系有限元法建立空间有限元模型,对斜拉索索力、支座反力、主梁内力进行计算对比。结果表明:曲线斜拉桥主梁"弯扭耦合"效应明显,由此导致的边墩支座脱空问题应引起重视;梁-板混合有限元方法能够反映实际工程的主要力学行为和特点,特别适合空间复杂受力的Π形截面曲线梁的受力分析。最后通过缩尺模型试验,验证了该方法用于实际桥梁受力分析的可行性。研究结果可为大跨Π形主梁曲线斜拉桥的设计及施工提供参考。     

两水准地震设防下的斜拉桥体系易损性分析

针对中国规范所定义的E1,E2地震下的结构性能进行的地震易损性研究尚不充分问题,提出两水准地震作用下结构性能的概率评估方法,推导了设计地震下地震风险的理论公式,并以特大跨斜拉桥为例来阐述该方法,建立考虑多种非线性效应的斜拉桥有限元模型,斜拉桥关键构件(桥塔、桥台、支座、阻尼器)和结构体系的概率需求地震模型以及地震易损性方程;拟合所在场地的地震危险性曲线方程,得到不同重现期地震下构件和体系的损伤概率;计算E1,E2两水准地震下的构件损伤概率,以多个构件的性能水平为目标,基于蒙特卡洛模拟抽样方法得到桥梁的体系易损性曲线,计算体系地震风险;基于提出的两水准地震设防下的斜拉桥体系易损性分析方法,进一步比较了使用阻尼器加固前后斜拉桥在E1和E2两水准地震下的体系易损性。结果表明:安装阻尼器以后斜拉桥在设计地震作用下的各个关键构件以及结构体系的损伤概率大大降低;表明两水准地震设防下的斜拉桥体系易损性分析方法可以为斜拉桥概率性抗震设计及加固提供实践方法。     

斜拉桥单箱三室主梁剪力滞效应研究

文章以株洲建宁大桥斜拉桥为工程背景,建立了该桥主梁最大双悬臂、主梁最大单悬臂和成桥状态3个工况的空间有限元模型,通过计算结果的比较分析,研究了斜拉桥单箱三室主梁剪力滞效应,并经实桥测试验证了有限元数值计算结果。计算结果表明:斜拉桥单箱三室主梁部分箱梁截面顶板剪力滞效应显著;部分箱梁截面顶板最大应力出现在翼缘悬臂端;与顶板相比,箱梁底板剪力滞效应不明显;部分箱梁截面施工过程中的剪力滞效应较成桥状态显著。针对斜拉桥单箱三室主梁剪力滞效应的特点,提出用截面正应力分布曲线或剪力滞系数曲线表述其剪力滞效应的方法,对同类型桥梁箱梁设计提出了一些建议。     

考虑结构损伤的在役混凝土桥梁有限元模型修正方法

混凝土桥梁结构及材料参数在服役期间处于动态变化过程(如材料劣化),在桥梁完工投入运营之后再测定桥梁的材料或者结构参数较为困难,且采用基于桥梁初始设计参数建立的有限元模型来对其进行模拟的精度有限。为建立考虑结构损伤的在役混凝土斜拉桥的高精度有限元模型,提出了一种基于桥梁荷载试验的混凝土斜拉桥有限元模型修正方法。首先以一座混凝土斜拉桥为依托工程,建立了桥梁初始Midas有限元模型。在考虑混凝土斜拉桥结构特点、施工误差以及可能出现的结构损伤部位的基础上,选取4个结构参数及1个试验参数作为待修正参数。根据依托工程桥梁荷载试验特点及常规试验内容,选择了4个覆盖了结构静、动力特性的指标作为目标函数,根据有限元计算结果建立了待修正参数与目标函数之间的响应面方程。最后根据依托工程荷载试验的结果,结合响应面方程对初始有限元模型进行了修正。结果表明:采用修正后参数的计算结果与实际桥梁施工情况相符,修正后的桥梁有限元模型具有较高精度,可较好地反映出实际桥梁工程在弹性阶段的静、动力力学状态;所提出方法可通过桥梁荷载试验来反推桥梁当前状况下的参数状态,实现对桥梁结构的精确模拟,该方法不仅适用于新建桥梁也可对长期运营的桥梁的结构状态进行反推和模拟。     

世界第一高钢桁梁斜拉桥动力特性试验研究

以跨径为720 m、桥面距地面516 m的世界第一高钢桁梁斜拉桥—北盘江大桥为例,采用有限元软件MIDAS/CIVIL2016建立有限元模型,进行大桥自振特性理论分析。介绍了钢桁架斜拉桥动力荷载试验方法和过程,对大桥的固有频率、动应变等实测参数与理论进行了对比。试验结果表明,大桥数值分析与实测数据吻合较好,实测整体刚度大于理论刚度,具有一定的安全储备,结构受力特性正常,可为同类钢桁梁斜拉桥检测评定提供参考。     

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。