高低塔固结体系斜拉桥结构优化设计方法

高低塔固结体系斜拉桥在结构布置和受力行为上均具有明显的不对称性,为优化该类桥梁受力性能,以主跨388m的高低塔固结体系斜拉桥——重庆水土嘉陵江大桥为背景,对高低塔固体体系斜拉桥结构设计进行研究。研究结果得出:通航及地形等边界条件决定高低塔设置情况,下塔柱柔度是固结体系的结构选用原则;通过采用增大低塔侧边跨跨度、拉索采用等索距布置、在高塔侧设置背锚索的方法可优化结构布置;可根据主跨长度选择梁体类型,根据梁体类型确定辅助墩设置情况;可在低塔侧的边跨采用混凝土梁与钢-混叠合或钢主梁结合的方式来进一步改善结构受力。     

基于非线性土桩作用的高速公路斜拉桥直塔和折线塔抗震性能分析

以某高速公路斜拉桥为研究对象,对非线性土桩相互作用下的斜拉桥抗震性能进行了研究。结果表明,高速公路上的斜拉桥中土桩的塔型变化对于整个斜拉桥无论是从组成结构、质量水平上均无太大影响,我们通过对塔型进行了两种改变模式,直塔和折线塔从模型形态、震动频率等方面并无差异。在振型频率相同时,结构体系2的频率压比结构体系1的低,采用不对称体系,结构抗震性能变化较小。在地震荷载作用下,两种体系梁端位移和塔顶位移相差较小;在结构体系1条件下,受纵向地震的作用,在塔梁墩固结边跨侧,折线塔斜拉桥拉索索力略比结构体系2的要高,在其它位置则基本吻合;相比于直塔斜拉桥相应索索力,折线塔斜拉桥边跨边索索力略高,中跨边索索力则略低;而在直塔和折线塔的结构塔型上分析而得,当我们纵向的感受到地震波动的时候,两种塔型斜拉桥所受到拉伸力呈现基本对称状态。     

山区超高三塔斜拉桥结构设计探讨

三塔斜拉桥结构体系刚度相对较弱,提高体系竖向刚度、控制拉索应力幅、满足索塔受力要求是三塔斜拉桥结构设计的关键。以建设中的山区超高三塔结合梁斜拉桥为背景,运用空间有限元方法进行全桥多方案对比,研究索塔刚度、塔-梁支承体系对山区超高三塔斜拉桥结构力学行为的影响。结果表明,加大中塔刚度是提高三塔斜拉桥结构整体刚度的理想方式;边塔刚度对三塔斜拉桥结构整体刚度的影响较小;中塔塔-梁铰接、边塔竖向支承的结构体系对减小活载作用下的主梁挠度及温度作用下的塔底弯矩效果均较明显。     

部分斜拉桥结构体系分析

部分斜拉桥的索、塔、梁、墩通过不同的组合方式可组成塔梁固结、支承、刚构三种结构体系,不同结构体系的力学响应有着明显的区别,结构体系是影响结构各部荷载效应最根本的因素。本文论述了三种结构体系的特性,计算分析了在中跨、全桥满布汽车荷载和整体升温、降温等4种工况作用下,三种结构体系的内力和位移结果,为部分斜拉桥结构方案设计提供理论参考。     

武汉二七长江大桥结构体系方案研究

为优化三塔结合梁斜拉桥的受力和变形状态,以武汉二七长江大桥主桥设计为依托,采用有限元软件SCDS,从拉索布置、塔梁支承方式、桥塔刚度、主梁形式的选择及混合梁结合面位置的确定5个方面对该桥结构方案进行研究、比选.研究结果表明:加大中塔刚度是改善结构整体刚度的理想方式;中塔塔、梁固结,边塔竖向支承体系优于其他塔、梁支承体系;在边塔竖向支承的前提下,中塔与梁部铰接比完全固结优越;桥塔处主梁竖向采用支座支承的方式较优;混合梁结合面应选择在该截面弯矩影响线与基线围成的面积尽可能小的地方.     

高低塔不对称斜拉桥横向受力数值分析

高低塔不对称斜拉桥的横向受力是其结构分析的关键之一，对桥梁结构的安全性和耐久性有着重要意义。依托某高低塔不对称斜拉桥，分别建立了杆系模型和实体模型并对其横向受力进行了数值分析，研究了多个工况下结构的受力规律。同时，对比两种模型的计算结果，分析表明活载作用下两种模型应力相差0.5～2 MPa，人群荷载作用下基本一致，杆系模型较实体模型更为保守。     

独塔协作体系斜拉桥设计参数分析

协作体系斜拉桥是一种较为新颖的斜拉桥结构形式，对于工程中常见的独塔不对称协作体系，从主跨无索区长度及主梁的高跨比着手，分析协作体系斜拉桥索，塔、梁的受力及变形状态，对上述设计参数提出合理的取值范围。     

大跨度矮塔斜拉桥动力特性研究

通过对常山矮塔斜拉桥进行有限元结构分析,计算出该桥自振特性并进行分析研究;同时通过修改主梁、主塔及主墩的连接方式来模拟不同结构体系矮塔斜拉桥,并对三种不同结构体系矮塔斜拉桥的动力特性对比分析;对地震作用下内力最大的4号桥墩底截面,采用加州大学伯克利分校开发的UC-Fyber桥梁抗震屈曲分析专用软件对其屈曲承载力进行了验算。     

矮塔斜拉桥索梁活载比的特性研究

索梁活载比是针对新桥型——矮塔斜拉桥提出的一个概念。为了进一步明确其力学特征,研究了索梁活载比与支承条件、主梁惯距、拉索倾角和面积等设计参数的关系,并详细讨论了活载比对矮塔斜拉桥的静力特性影响,即索梁活载比与挠度、弯矩、应力变幅的关系。研究表明,索梁活载比包含了矮塔斜拉桥的塔、梁、索以及支承条件等的主要结构特征,能反映结构特性,可以将其看作矮塔斜拉桥的结构特征参数,有助于认识斜拉体系桥的力学行为,同时有助于概念设计阶段的设计。     

单索面高低塔不对称斜拉桥悬臂施工平衡控制

以重庆市涪陵乌江二桥工程为例,阐述单索面高低塔不对称斜拉桥悬臂施工的平衡控制措施。依据力矩平衡理论,分析桥梁结构形式,测试塔柱两侧混凝土容重及配筋情况,采用混凝土预制块配重修正误差,调整节段混凝土浇筑梯度值等施工技术方案,解决高低塔不等跨单索面斜拉桥最大单悬臂长204 m且无辅助墩的施工技术难题。经工程实践,效果良好,可为类似工程设计和施工提拱技术参考。     

超大跨径柱式塔斜拉桥结构创新与应用

针对斜拉桥存在的结构体系发展相对滞后、实现超大跨径目标尚存在诸多困难的问题,对柱式塔斜拉桥结构进行了创新.以芜湖长江公路二桥为工程依托,提出了超大跨径斜拉桥分肢菱形柱式塔及四索面分体弧底钢箱梁新型结构,研制了同向回转拉索体系、飘浮体系斜拉桥二维阻尼约束体系,形成了超大跨径柱式塔斜拉桥成套技术.通过计算验证超大跨径柱式塔...     

多塔斜拉桥力学性能研究

以嘉绍大桥为工程背景,进行多塔斜拉桥力学性能研究.首先分析了多塔斜拉桥索塔数量逐渐增加时,索塔活载变形、内力以及主梁竖向挠度的变化规律,通过分析得出多塔斜拉桥中间塔受力特点和存在的问题.其次研究了改善多塔斜拉桥中间塔受力的两个解决方式(一是采用大刚度索塔;二是合理采用塔梁结构体系),并对这两种解决方式的适用性进行研究.     

大跨度混合型斜拉桥结构体系比较计算

本文结合对大跨度混合型公路斜拉桥的大量设计计算工作，从静力计算方面总结并阐述锚跨长度，锚墩数量，混合接头位置，主梁纵向支承方式，主塔刚度及斜缆面积等因素对结构体系的影响规律。     

荆州大桥南汊通航孔主桥合理成桥状态确定

荆州大桥南汊通航孔主桥为结构高度不对称的高低塔斜拉桥，其结构构造与架设过程均较为复杂。为研究其受力特性，确保结构安全，以最小弯曲能量法和应力平衡法为基础，运用分步算法确定了该桥的合理成桥状态。     

多塔斜拉桥刚度分析

随着国内、外多塔斜拉桥的兴建,斜拉桥的塔数不断增多,距离也不断增大,如何保证多塔斜拉桥的整体刚度,已经成为发展多塔斜拉桥这一结构体系所面临的关键问题。在分析多塔斜拉桥结构特点和力学特性的基础上,从塔、索、梁的刚度,设置辅助结构,采用部分斜拉桥形式三方面对三塔、四塔、四塔以上的多塔斜拉桥整体刚度影响进行分析,并对比总结国内、外已建与在建的多塔斜拉桥的刚度提高措施,得出了在不同塔数的情况下,较为有效地提高多塔斜拉桥体系整体刚度的方法,可为今后多塔斜拉桥的设计、施工提供技术参考。     

高低塔斜拉桥在温度作用下的静力特性研究

为探讨温度对高低塔斜拉桥结构成桥使用舒适性及安全性的影响,以跨径为(157+280+93.5)m的清溪口渠江特大桥为工程背景,建立有限元分析模型,分别研究了体系温差、日照温差和索梁温差荷载作用对高低塔斜拉桥的主梁应力、主梁竖向位移及斜拉索索力的影响。研究表明:体系温差作用下,低塔侧边跨的主梁翼缘应力和斜拉索索力变化量较高塔侧大,主梁上翼缘的应力小于下翼缘;体系温差和日照温差作用下,高塔边跨的主梁变形较低塔侧大;日照温差作用下,日照升温和降温引起的主梁变形、应力分布及斜拉索索力变化规律相反,且日照升温引起的主梁挠度值、上下翼缘应力值、索力变化量是日照降温的2倍;索梁温差作用下,高塔侧边跨的斜拉索索力、主梁翼缘应力及竖向位移较低塔侧大。在实际工程设计中,应注意关键位置处主梁的应力储备和挠度控制,以及斜拉索的承载能力保有量。     

地震作用下组合梁斜拉桥刚度配置及合理体系研究

为探究地震作用下组合梁斜拉桥刚度配置及合理体系的选择,以贵州某高墩特大斜拉桥为研究背景,基于有限元软件建立三维有限元模型,采用非线性时程分析法研究纵向+竖向和横向+竖向地震作用下不同塔墩高度、不同塔梁刚度和不同塔梁约束方式对斜拉桥地震响应的影响规律.研究表明:当塔墩高度为原体系时的塔顶位移和跨中挠度最小,而塔底弯矩较为...     

结构体系对多塔斜拉桥抗震性能的影响分析

以嘉绍大桥6塔斜拉桥为研究对象,详细分析了刚性铰以及塔梁纵向约束形式对6塔斜拉桥动力特性和地震反应的影响特点.分析结果表明:(1)刚性铰的设置对多塔斜拉桥主梁的1阶对称侧弯振型频率和1阶对称扭转振型形状影响较大,但对于多塔斜拉桥地震反应影响很小;(2)塔梁纵向约束形式主要改变多塔斜拉桥主梁的竖弯和侧弯刚度,随着纵向约束增强,主梁竖弯和侧弯振动频率增加,并且部分振型形状发生明显改变;(3)全漂浮体系的位移反应过大,而全固结体系的内力反应过大;(4)部分约束体系的位移反应很小,边塔和中塔的内力反应亦较小,而次边塔的内力反应则过大.因此,刚性铰的设置对多塔斜拉桥抗震性能影响很小,而塔梁纵向约束形式则对其抗震性能产生重要影响.     

某折线形双塔斜拉桥的设计方案研究

郑州市长江路路线上跨既有铁路与客技站设计采用双塔斜拉桥跨跃。该桥左边跨与主跨呈折角布置,桥面车道为不对称布置,构造复杂。文中对其结构体系、主梁结构布置简化、主梁材质与梁型、塔型与桥塔设偏、施工方案及高烈度地震区抗震计算等关键技术进行了研究。结果表明,本桥采用塔梁墩固结+半纵飘体系的双塔混合梁斜拉桥,桥型方案与结构布置合理,桥梁各构件均满足受力要求,为特殊条件下建设结构复杂的上跨铁路斜拉桥提供借鉴思路。     

珠江黄埔大桥北汊主桥支承体系的分析

在不同支承体系情况下,运用平面杆系程序和空间分析程序对桥梁结构进行静力、动力的分析,结合构造处理的难易程度进行分析比较,确定了珠江黄埔大桥北汊主桥独塔斜拉桥合理的支承体系.