“月牙形”独塔曲线斜拉桥成桥计算及结构优化研究

为研究独塔单索面单侧拉吊曲线斜拉桥结构受力性能,以一种新型而特殊的月牙形独塔曲线斜拉人行桥为工程背景,采用有限元法分析计算其合理成桥状态。针对主梁局部存在截面转角相对较大的问题,提出3种解决方案:合理布置水平斜撑的被动方案、设置拉压杆预应力的主动方案和联合方案。研究结果表明:将主塔塔顶横向位移作为主要设计目标,按斜拉索对主塔的施力方向对斜拉索分组,辅以刚性支承连续梁法、影响矩阵法对该桥进行成桥索力计算较为快速和合理;通过合理布置桁架结构和引入预应力,可在满足规范要求、减轻结构整体重量的同时减小局部截面转角较大的问题,提高结构受力性能。研究结果可为同类型斜拉桥的设计提供参考。     

曲线斜拉桥π形梁剪力滞效应分析及模型试验研究

以刚果已建成的一座混凝土曲线斜拉桥为实例,通过ANSYS建立全桥有限元模型,研究在施工过程中及成桥状态下π形主梁顶板的正应力分布及剪力滞效应的变化情况。同时,通过全桥模型试验验证曲线斜拉桥在施工过程中剪力滞效应的变化规律。结果表明:π形主梁的曲线内侧和外侧的剪力滞系数差别较大,甚至出现内侧边肋为正剪力滞效应、外侧边肋为负剪力滞效应的情况;随着施工的进行,各个截面的剪力滞效应越来越明显。     

斜拉桥结构模型试验索力测试方法研究

以某实验室独塔斜拉桥试验模型为研究对象,对斜拉桥模型试验的索力测试方法展开研究。开发了一种基于压力环传感器的索力测试系统,基于ANSYS分析平台,按照接触问题对该系统进行了仿真分析。在此基础上,在实验室模型桥上,采用测频法对该系统进行了对比验证。结果表明：该系统操作简单,性能可靠,测试精度较高,在不改变斜拉索刚度的情况下可以实现斜拉桥模型试验中斜拉索索力的实时、长期监测。     

部分斜拉桥斜拉索效应及张拉阶段分析

本以兰州小西湖黄河大桥为工程背景，对部分斜拉桥中拉索的效应及最后一对索的张拉顺序对结构内力的影响进行了对比分析。     

曲线坦拱桥的模型试验研究

研究目的:常规拱桥的矢跨比均在1/5左右,大连市泉水4号桥则为1/12,并设有半径为500 m的平曲线,这种曲线坦拱桥较为少见。为确保该桥的结构设计安全,并论证工程中经常采用的平面有限元模型在该桥的适用性,本文设计制作了有机玻璃模型,对其空间力学特性进行了测试分析,同时建立空间有限元模型进行对比研究。研究结论:通过实测数据与理论分析结果的对比分析,得出对曲线拱桥要注意弯扭耦合效应的影响,在慎重考虑一些关键参数选取的条件下,可以采用平面有限元模型对大曲率半径的坦拱桥进行结构分析。     

钢桁梁斜拉桥成桥索力优化的实用算法

根据影响矩阵原理对斜拉桥3种成桥状态(塔直梁平状态、塔梁弯曲能量最小状态和塔直中跨梁平状态)索力进行计算。分析表明,塔直中跨梁平状态能更好地在保证索力分布均匀的同时使得塔梁变形趋于最小。在塔直中跨梁平状态的基础上,本文提出一种简单实用的成桥索力优化新算法,该算法可避免常规计算时大型单元内力矩阵的计算和提取,无需编程。利用该算法对某铁路钢桁梁斜拉桥进行分析计算,通过与设计成桥索力的比较,证明计算结果的准确性;同时,基于对称原则将索力求解模型进一步简化后,有限元分析时可省略主塔建模过程,仅以主梁、拉索为分析对象便可快速得到一组准确可靠的对称索力。实桥验算结果表明,当拉索布置关于主塔对称时,对于钢箱梁斜拉桥该算法也具有很好的适用性。     

独塔单索面曲线地铁斜拉桥关键技术研究

介绍国内第一座独塔单索面曲线地铁斜拉桥——南京地铁2号线跨仙林大道桥,分析其与常规的直线独塔单索面斜拉桥相比所具有的特点和难点.通过对这种斜拉桥设计中的一些关键技术进行阐述和研究,为以后该类桥梁设计提供一定的借鉴作用.     

小半径曲线斜拉桥温度效应研究

为探讨温度对受力复杂的曲线斜拉桥结构成桥使用舒适性及安全性的影响,以刚果布拉柴维尔滨河大道桥为工程背景,以9个不同曲率半径斜拉桥模型为例,分别计算其在季节温差和梯度温度工况下主梁竖向位移、支座反力的变化情况,分析温度荷载对曲线斜拉桥支座反力的影响规律。结果表明:梯度温度正温差工况下,曲线外侧主梁的竖向位移总是小于内侧,致使主梁发生向外翻转的趋势,且随着曲率半径减小翻转趋势越来越明显;曲线段外侧支反力大于内侧,其中过渡墩支座所受影响最大;整体升温效应会使全桥梁段产生向外扭转趋势,但影响小于梯度温度正温差,且整体升温还会使桥梁结构产生跨中上拱、边跨下挠的趋势。     

紫金斜拉桥索塔锚固段足尺模型试验研究

斜拉桥索塔锚固段是将索力传递到索塔的关键受力部位,受力相当复杂。对紫金斜拉桥索塔锚固区进行足尺模型试验,并用ANSYS有限元系统进行仿真分析,将仿真计算结果与试验数据进行对比,为锚固区的设计与施工提供重要依据。     

斜拉桥桥塔钢—混凝土结合段模型试验研究

根据几何、物理以及边界条件相似原则,设计绵阳城南新区1号桥桥塔钢—混凝土结合段的缩尺试验模型.对试验模型分别进行正常使用极限状态与承载能力极限状态加载,测试试验模型控制断面和主要构件的应力、变形随加载历程的变化.试验结果表明:结合段钢结构、混凝土结构及PBL键贯穿钢筋的应力水平较低,钢箱与混凝土之间相对滑移量较小,钢箱...     

塔墩梁固结的三塔四跨矮塔斜拉桥成桥状态力学参数研究

为了提高塔墩梁固结的三塔四跨矮塔斜拉桥的施工控制精度,为后续的参数识别和误差修正提供理论基础,以国内某矮塔斜拉桥为工程背景,通过计算比较各设计参数在成桥状态时对主梁线形、应力、成桥索力和主塔偏位的影响,分析各设计参数的敏感性。研究结果表明:主梁容重、拉索初张力、季节温差和索梁温差为主要设计参数,而混凝土弹模、日照温差和索塔两侧温差对成桥状态的影响较小,为次要参数。研究结果可为同类型斜拉桥的施工控制提供参考。     

大跨度铁路钢箱梁混合斜拉桥钢混结合段模型试验研究

为研究大跨度铁路钢箱梁混合斜拉桥钢混结合段的承载能力,本文以甬江特大桥钢混结合段为研究对象,设计制作相似比1∶5的全截面缩尺模型并进行有限元分析和试验研究,分别考察正常使用工况、超载工况及破坏工况下钢混结合段正应力分布情况及承载能力。结果表明,该桥钢混结合段设计构造合理,传力可靠,具有足够的安全储备。本文研究成果为本桥钢混结合段的设计和施工提供了重要的参考价值和设计依据,并为类似桥梁设计提供指导作用。     

铁路大跨度混凝土部分斜拉桥关键技术研究

研究目的:近年来铁路大跨度混凝土部分斜拉桥应用广泛,为探究其设计关键技术以指导该类桥梁设计,在总结分析几座已建及在建部分斜拉桥情况,结合新建福平铁路乌龙江特大桥主桥(144+288+144)m部分斜拉桥工程,就支承体系、合理边中跨比、斜拉索加劲效果等关键技术进行分析研究。研究结论:(1)部分斜拉桥支承体系选择应结合地形、受力、刚度等因素综合选取;(2)边中跨比设计应在边跨不出现负反力的原则下结合施工便捷等因素综合考虑,建议合理比例在0.52～0.55之间;(3)斜拉索在施工阶段帮扶主梁受力,成桥阶段与主梁共同受力,运营阶段可以有效抑制主梁徐变下挠,取得良好综合经济效益;(4)本研究结论可为类似斜拉桥结构设计提供参考。     

高铁大跨拱承式独塔斜拉桥成桥状态力学参数敏感性分析

以国内某高铁拱承式独塔斜拉桥为工程背景,通过有限元分析,研究主梁容重、拉索初张力、材料弹性模量和温度作用等力学参数对该桥成桥状态下力学性能(主梁线形、截面应力、成桥索力和主塔线形等)的影响规律,识别影响较大的敏感力学参数和对这些参数敏感的结构关键部位.研究结果表明:主梁容重和拉索初张力对主梁线形、截面应力和成桥索力的影响较大,对主塔线形的影响较小;材料弹性模量对成桥状态下结构力学性能的影响都很小;温度作用对成桥状态下结构力学性能的影响规律较为复杂.     

超千米公铁两用斜拉桥关键节点模型试验

为研究主桁整体节点构造的受力性能,结合在建沪通长江大桥,采用1∶2的几何缩尺模型,对其关键节点A60进行了模型试验研究和有限元理论分析。试验结果表明:在最不利荷载工况下,节点区域最大应力在材料的容许应力范围内,验证了节点设计的安全性与可靠性;节点最大应力出现在焊接处和圆弧过渡段,主要是该处应力集中所致;采用适当半径的圆弧过渡形式,可有效减小应力集中。试验结果验证了沪通桥关键节点设计的合理性,也为类似工程节点设计提供了重要依据。     

部分斜拉桥施工监控技术

部分斜拉桥施工中受到来自主梁、塔和斜拉索间的刚度差、风力、日照、温度变化、混凝土收缩徐变、施工临时荷载等多种因素的影响,因此对主桥的线形控制非常严格。通过前期仿真分析,适时监控,建立自动信息采集和分析系统等手段和方法,确保大桥的施工精度和施工质量。     

成昆铁路矮塔斜拉桥索梁锚固区模型试验研究北大核心

为研究铁路矮塔斜拉桥索梁锚固区的受力形式,以成昆铁路金沙江大桥为工程背景,针对该桥采用的新型梁顶混凝土锚固构造,通过缩尺模型试验研究其在不同荷载下的应力分布和开裂特征。结果表明:在斜拉桥成桥恒载索力作用以及最不利荷载组合索力作用下,C7锚固块更容易发生破坏,将其作为试验构件开展缩尺模型试验,发现锚固块在不同张拉荷载作用下张拉至设计索力的过程中,应变增幅基本上线性增加,卸载后同样呈线性减小,说明混凝土受力处在线弹性阶段,且应力在规范要求范围内。在试验荷载加载至140%设计索力时,锚固块前端倒角位置开始出现细小裂纹且随荷载的增加不断开展。当荷载卸载至0时,之前出现的裂缝随荷载的减小逐渐闭合,宽度肉眼不可见,表明该构造能够满足正常使用要求且具备足够的安全储备。     

四索面双塔联体分幅斜拉桥塔结构模型试验研究

为确保联塔分幅斜拉桥中塔结构的安全可靠,以宁波甬江特大桥为工程背景,进行整体桥塔3:40缩尺模型的2种斜拉索分级加载试验,以研究联塔结构的力学行为.在满足目标状态要求的前提下,以斜拉索数量最少为原则,确定试验中斜拉索的优化布置及相应的优化索力.试验测得的结构变形、控制断面应力和斜拉索的索力与计算值吻合较好.试验结果表明:斜拉索数量最少优化方法在达到预期目标的同时提高了斜拉索的利用率;在2种工况加载过程中,未出现结构开裂情况,结构的变形和受力安全、合理,结构整体受力性能良好,但联塔部位混凝土出现局部拉应力,为相对薄弱部位.     

大跨度曲线矮塔斜拉桥主梁空间效应研究

以一座大跨度曲线矮塔斜拉桥为研究对象,分析剪力滞、箱梁畸变、扭转等空间效应对梁体应力状态的影响。分析结果表明:考虑空间效应后,在移动荷载作用下,顶板拉应力和底板压应力增大,最大增幅分别为1.20 MPa和1.29 MPa,顶板压应力和底板拉应力减小,最大减幅分别为0.95 MPa和1.35 MPa;在恒载作用下,顶板压应力减小,最大减小2.16 MPa,底板压应力增大,最大增加3.27 MPa。在此基础上分析了半横隔板箱梁在斜拉索锚固处的剪力分配问题,结果表明,剪力由横隔板和翼缘板共同承担,且横隔板承担剪力不超过50%,可按照横隔板和翼缘板共同抗剪进行设计。     

部分斜拉桥宽幅悬灌挂篮设计方案研究

针对柳州三门江双塔双索面部分斜拉桥，国内首座整幅悬臂浇筑的顶宽41m箱梁，文中介绍了具有系杆拱底篮的非平行弦菱形挂篮方案和具有贝雷梁底篮的轻型三角挂篮方案，并着重介绍了实际应用的方案，为宽幅悬臂浇筑、部分斜拉桥挂篮设计提供借鉴。