曲线斜拉桥的动力反应

通过对新加坡某座跨径100 m的曲线斜拉桥动力反应的足尺模型实验及对实验结果与自由振动分析的对比表明,梁端约束方式的模拟是一个重要的因素,而斜拉索及应力集中影响的模拟却并不重要,除非拉索模型和弱刚度的上部结构相互作用协调,且能在测量响应中表现出来.只有清楚地了解锚固刚度及质量分布,否则,从诱导振动中获得索的张力也是不精确的.但环境振动测试技术对这种尺寸的结构是很适合的.     

混合梁轨道专用斜拉桥自振特性研究

以国内最大的混合梁轨道专用斜拉桥重庆高家花园大桥为研究对象,应用大型有限元软件建立全桥模型,采用子空间迭代法进行动力分析,得出该桥的自振频率和振型,并在此基础上研究结构参数对桥梁低阶频率和地震响应的影响。计算结果表明:双塔混合梁轨道专用斜拉桥辅助墩的设置对桥梁结构刚度分配十分有限,低阶自振频率及振型影响较小;主梁横向刚度对主梁侧弯的振动频率影响较大;半漂浮体系和固结体系振动频率基本相同,漂浮体系主梁侧弯振动频率较前两者小,且地震作用下结构响应十分显著;主梁及2期恒载对主梁低阶频率和地震响应较为显著,而对索塔的低阶振动频率影响较小。研究成果可为同类斜拉桥的设计及施工提供参考。     

斜拉桥活载几何非线性分析

介绍了斜拉桥的活载几何非线性原理及方法，并对某座斜拉桥进行活载线性和几何非线性计算，分析初始几何刚度、拉索垂度效应以及大位移效应对几何非线性的影响，分析了构件刚度及边界约束条件对斜拉桥非线性的影响。分析表明，初始几何刚度对斜拉桥的几何非线性影响最为重要．当计人初始几何刚度矩阵影响，按活载线性影响线加载法所得结果与几何非线性方法结果基本相同。当初始几何刚度不变，仅仅改变结构刚度及约束条件，对斜拉桥的几何非线性影响非常小。     

斜拉桥模型试验研究

本文为一斜拉桥模型动力和静力试验的总结,测试了模型沿三个轴向的14个自振频率及相应振型,分析了斜拉桥的振动特点和抗震能力,完成了在横向和竖向各种不同荷载下挠度和应变的测量,表明结构有足够的水平向和竖向刚度。     

多塔斜拉桥索塔优化设计

通过研究分析已建成斜拉桥索塔,了解高墩多塔斜拉桥刚度与结构类型的关系,以及多塔斜拉桥刚度提高方式。索塔是斜拉桥的重要构件,索塔形状应满足结构要求且与外部环境协调而又与众不同。通过理解国内外著名斜拉桥的索塔结构的设计理念,对中国某多塔斜拉桥的高墩塔进行优化设计,不仅能满足行车的需要,还能成为当地的地标。该文对塔墩结构刚度及美观进行研究,得出索塔的优化设计方案。     

用BEAM18x单元替代三主梁力学模型

三主梁模型考虑截面的翘曲刚度，能准确计算结构的扭转频率，可用于模拟斜拉桥开口截面主梁。三主梁模型适用于结构动力特性分析．但不能直接用作动力分析模型。在ANSYS软件中以BEAM18x单元建立单主梁模型，以替代三主梁模型。经算例验证．该方法建模简单，计算精度高。     

辅助墩对无上横梁双直立塔柱斜拉桥的影响

无上横梁双直立塔柱形索塔对斜拉桥的整体刚度有较大影响,尤其是索塔的横向刚度大大削弱.该文以主跨320 m的预应力混凝土双塔双索面半漂浮体系斜拉桥为研究对象,采用大型有限元软件Ansys建立空间有限元模型,分3种工况(无辅助墩、增设1对辅助墩、增设2对辅助墩)对其进行了静力和动力特性分析.结果表明:设置边跨辅助墩能在一定程度上降低该体系斜拉桥的塔顶水平位移与主梁挠度,对主梁的振动也起到了一定的约束作用,提高了结构的整体刚度,有利于结构的抗震和抗风稳定性.     

基于响应面法的大跨径斜拉桥静力参数敏感性分析

为了研究各设计参数对大跨度斜拉桥结构响应的影响程度,采用响应面法(RSM)构建结构响应与设计参数之间的显式响应方程,对大跨度斜拉桥进行参数敏感性分析。以某大跨径斜拉桥为研究对象,采用ANSYS有限元程序建立有限元模型,模型中考虑了拉索弹模、拉索索力、主梁刚度、主梁体积重量、桥塔刚度及桥塔体积重量6个主要设计参数,通过显式响应方程求解各设计参数对结构响应的敏感因子,掌握大跨度斜拉桥结构内力、变形及拉索索力随着设计参数改变的变化趋势。并首次提出根据敏感百分比的大小将结构设计参数分为4个重要性等级,定量区分各设计参数对结构响应的影响程度。结果表明:同一设计参数对不同结构响应的影响程度是不一致的,不能笼统的认为某一设计参数是否重要,采用响应面法对大跨径斜拉桥进行参数敏感性分析切实可行。     

三塔斜拉桥结构刚度参数敏感性研究

针对三塔斜拉桥在活载作用下的结构刚度问题,以5种跨径三塔斜拉桥为分析对象,通过改变主梁、斜拉索、索塔等主要构件刚度值,计算结构在活载作用下的结构刚度差异,研究了三塔斜拉桥竖向刚度及边塔、中塔纵向变位刚度的影响。研究结果表明:增加索塔刚度尤其是中塔刚度对提高大跨径三塔斜拉桥的结构刚度更经济有效,而对于小跨径的三塔斜拉桥来说,则可通过改变主梁或斜拉索的刚度来实现。斜拉索的刚度对边塔纵向变位刚度的影响较为明显,主梁次之。中塔刚度对中塔纵向变位刚度的影响较为明显,而边中塔刚度同时增加与仅增加中刚度的影响效应相差不到5%。     

无背索斜拉桥动力特性的参数影响分析

以某座主跨120m的双斜塔无背索斜拉桥为工程背景,采用有限元软件midas Civil建立单主梁有限元模型,分析虚拟刚臂截面尺寸和材料弹性模量的取值对结构基频的影响程度,并研究前9阶振动频率和振型,最后通过改变材料的弹性模量,分析斜拉索刚度、主梁刚度和主塔刚度的改变对结构振动频率和振型的影响。结果表明,刚臂截面的宽度对结构基频影响最大;斜拉索的刚度对结构的整体刚度影响很小,其中塔的纵弯对斜拉索刚度的改变比较敏感;增大主梁的刚度可以调整主梁和主塔振动形式出现的先后顺序;主塔刚度的增加,使主梁的侧向扭转振型后移。     

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。     

基于负刚度支撑的拉索振动控制研究

为有效抑制斜拉桥拉索的危害性振动,文中研究了基于负刚度支撑的控制理论与方法。通过提出负刚度支撑并分析其对阻尼器位移响应的影响,并基于安装方式建立系统模型,研究对某原型拉索的振动抑制效果。结果表明,负刚度支撑可有效地抑制拉索振动。为传统拉索振动控制提供了另一种途径。     

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。     

PPC斜拉桥模型疲劳试验及塑性损伤分析

以某主跨220 m的斜拉桥为研究背景,进行了部分预应力混凝土(PPC)斜拉桥节段缩尺模型试验,对缩尺模型的混凝土主梁进行部分预应力B类构件设计计算,并依据相关规范进行疲劳试验以模拟实桥疲劳过程,对试验中主梁挠度、斜拉索索力、主梁裂缝长度与宽度进行观测,得到在规范车道荷载下主梁在不同初始损伤时的刚度退化规律,并基于Abaqus软件建立该缩尺模型的混凝土塑性损伤有限元模型,将试验数据与有限元计算结果进行对比。结果表明：主梁在开裂前后,结构整体刚度下降相对较小;试验中主梁挠度、主梁裂缝、索力3个方面的数据,体现出由规范车道荷载换算所得疲劳荷载所造成的结构刚度下降非常有限;缩尺模型的混凝土塑性损伤有限元模型计算结果与试验数据吻合较好,表明混凝土塑性有限元模型能较好地模拟PPC斜拉桥疲劳荷载下的受力特征。     

桥梁基础刚度有限元模拟的正交三梁模型

地基和基础的柔性对上部结构的变形或总体线刚度有一定影响,在车桥耦合振动等结构静、动力分析中合理模拟基础刚度是必要的。针对当前常用基础刚度模拟方法的局限性,提出一种基础刚度有限元模拟的正交三梁模型,其原理是采用具有1个公共节点的3个正交的梁单元,通过联合求解确定3个梁单元各自的刚度特性,从而使3个正交单元公共节点处的刚度和承台中心的基础刚度等效。通过实例验证,该正交三梁模型可准确模拟基础刚度矩阵的各主元素和交叉项,简单实用,便于结构有限元建模,具有推广价值。     

独塔混合梁不对称索斜拉桥非线性动力特性有限元分析

桥梁的动力特性(固有频率和振型)是结构动力分析和抗震分析的重要参数。该文以东沙大桥为例,利用ANSYS建立空间动力计算模型,分析了桥梁主要结构参数对其振动特性的影响。结果表明,对于独塔混合梁斜拉桥,边垮辅助墩可以大幅提高结构的整体刚度,而且斜拉索的稀密程度、索塔、钢混比对其自振频率均有不同程度的影响。     

斜拉桥索梁耦合振动研究

研究了斜拉桥发生索梁耦合共振的机理与条件,充分考虑了拉索振动的几何非线性、垂度与桥面刚度的影响,建立了索梁耦合振动的数值计算模型.计算结果表明,拉索发生大幅振动与斜拉桥主梁的刚度以及拉索本身的振动特性有关,拉索可能在主梁振动的作用下发生1∶1的主共振或2∶1的主参数共振.根据计算结果讨论了这两种共振的性质,提出了抑制索梁耦合共振的方法.     

混凝土斜拉桥整体稳定性的有限元模拟及参数分析

以工程实际的一座混凝土斜拉桥为研究对象,对结构的刚度、质量、边界条件以及几何非线性、材料非线性的处理做了详细介绍,分别建立单主梁和双主梁模型对成桥运营阶段的整体稳定性进行比较分析；通过模拟有无索塔上横梁、塔梁之间横向连接刚度、墩梁之间的横向连接刚度以及采用梁板式主梁替代分离式双箱梁,讨论了不同横向刚度和不同主梁断面形式对混凝土斜拉桥整体稳定性的影响,并提出了有益建议.     

斜拉桥抗震结构体系研究

从抗震设计角度对斜拉桥的各种结构体系进行了分析比较，着重对一种比较适合大跨度斜拉桥的抗震结构体系，即塔，梁弹性约束体系进行了分析研究，建议了弹性约束刚度的取值原则及范围，并介绍了几种实现塔，梁弹性约束的构造措施，最后，举例说明斜拉桥方案设计中抗震结构体系的比选。     

钢混组合结构斜拉桥抗震性能研究

为了对一座钢混组合结构斜拉桥在不同塔梁连接刚度下的抗震性能进行研究,利用通用有限元软件M IDAS CIVIL对该斜拉桥建立空间梁格体系模型,并利用反应谱法对其在不同塔梁连接刚度下的地震响应进行计算,得到该斜拉桥在地震力作用下的内力及位移响应,通过对计算结果的对比分析,最后确定该斜拉桥在塔梁部位的连接形式,为该桥设计及今后的工程应用提供参考。