高墩大跨连续刚构桥抗风及P-Δ效应分析

高墩连续刚构桥墩身具有特殊的受力和变形特征,该文基于龙潭河特大桥的特点,采用动力冲击风荷载对该桥施工过程中的典型工况进行了抗风分析,并在动力冲击风荷载作用下对成桥阶段进行了P-Δ效应(重力二阶效应)分析.结果表明,施工阶段全桥应力满足混凝土结构强度要求,施工过程整体抗风性能良好,P-Δ效应会增加箱梁和桥墩的侧向位移和桥墩底部拉压应力.     

五里坡特大桥超高墩在风荷载下的安全性分析

五里坡特大桥为85 m+4×160 m+85 m预应力混凝土连续刚构桥,其最高主墩墩高153 m,墩高居全国第二。基于超高墩具有的特殊受力和变形特征,考虑钢筋、劲性骨架及混凝土的作用,建立了高墩精细化数值模型,分别采用静力风压荷载和动力冲击风荷载对超高主墩在施工过程中的典型工况进行了安全性分析。结果表明增加的风撑横系梁构造可显著改善高墩的抗风性能,施工阶段全桥应力满足混凝土结构强度要求,施工过程整体抗风性能良好。     

单索面斜拉桥钢—混组合索塔施工抗风性能研究

大榭第二大桥为单索面斜拉桥,为了验证其钢—混组合索塔在施工过程中的抗风安全性,采用有限元数值分析方法,对索塔在下横梁浇筑前、上横梁浇筑前、裸塔阶段等3种施工控制状态,在20年一遇台风作用下的静阵风荷载响应进行了分析,并进一步分析了裸塔状态下施加临时风缆后对抗风性能的改善情况.研究结果表明:索塔施工过程中风荷载作用下产生的最大拉应力出现在裸塔阶段,位于横桥向迎风侧中塔柱根部,与恒载效应组合后,最大拉应力值为5.04 MPa,;最大拉应力产生的裂缝宽度为0.067 mm,小于规范规定的限值(0.15 mm);裸塔状态下施加临时风缆可以显著减小混凝土塔柱的最大拉应力.     

考虑P-Δ效应的高墩施工计算分析

赛果高速公路第4合同段为越岭段山坡展线桥,桥梁共计6个高墩,且位于270m小半径曲线上,矢高为0.707。这6个高墩采用薄壁矩形空心桥墩,墩高均在80m以上。其中Y40为全桥最高墩,设计高度为118.800m(不包括盖梁高度2.4m)。为确保施工过程安全、合理,采用空间有限元法模拟高墩施工阶段,对高墩的P-△效应、高墩稳定性及温度效应进行计算。结果表明,主墩施工过程中主体结构是安全的;考虑P-△效应后墩底内力和墩顶位移都稍有增大,建议考虑P-△效应。     

斜拉桥主塔施工过程风致抖振时域分析及安全性评定

对杭州湾大桥南通航孔斜拉桥进行桥塔施工架设期间的抗风分析。根据桥塔施工进度确立中塔柱合拢前及桥塔自立状态为抗风控制状态,针对2种施工控制状态建立有限元模型,分别进行了抖振时域分析及施工阶段全过程静力分析,并对桥塔在施工过程中结构和施工人员安全进行了评价。结果表明:施工阶段设计风荷载作用下,2种抗风控制状态桥塔控制截面拉应力都不大,结构不会出现损伤;但塔柱顶部抖振振幅及狄克曼指标都较大。     

桥梁施工用大型龙门吊的抗风性能分析

为分析桥梁施工所用的大型龙门吊结构的抗风性能,以某36 m高龙门吊为对象建立有限元模型,根据《公路桥梁抗风设计规范》考虑桥面风速增大以及施工重现期的风速折减,确定了静阵风荷载,对大型龙门吊结构受风时的强度、受压稳定性、抗滑移性与抗倾覆性进行抗风评价。结果表明：在百年一遇风荷载下,龙门吊结构各主要杆件应力、稳定性指标远小于规范规定值;百年一遇风荷载、施工重现期风荷载下应具备142.7 kN、110.6 kN以上的走行方向抗力以防止滑移;尽管在百年一遇风荷载下,龙门吊自重抗倾覆力矩不足以抵抗风致倾覆效应而存在倾覆的风险,但在施工阶段具有足够的抗倾覆安全性。     

高墩大跨T构桥最大悬臂施工状态的抗风性能研究

研究了风荷载对高墩大跨T构桥的作用及加载方式，并以马水河桥为工程实例，对其最大悬臂施工状态下主梁和桥墩的抗风性能进行了空间有限元分析。     

钢桁梁桥大悬臂状态顶推启动瞬态动力效应分析

为研究钢桁梁桥大悬臂状态顶推过程中的顶推启动瞬态效应及风荷载对施工的影响,以三门峡黄河公铁两用大桥钢桁梁顶推施工为背景进行分析。采用ANSYS软件建立该桥顶推状态有限元模型,在分析顶推启动瞬态效应作用机理的基础上,建立动力效应分析方法,将顶推启动瞬间静、动摩擦力的差值转化为钢桁梁的水平等效加速度进行数值模拟。分析结构在大悬臂工况下由顶推启动所引起的瞬态冲击效应、考虑风荷载的冲击效应及阻尼比对冲击效应的影响,结果表明:只考虑顶推启动状态时,冲击效应随悬臂跨度的增加有减小趋势;在静风荷载联合作用下,顶推启动瞬态冲击效应随悬臂跨度的增加而增加;阻尼比对顶推启动瞬态冲击效应影响不明显;顶推启动的瞬态冲击效应及风荷载不可忽略,需针对不同跨径选取合适的冲击系数。     

大跨斜拉桥施工期抗风措施方案研究

大跨桥梁主梁双悬臂施工阶段时结构的自振频率较低,抗风性能较差,该文以在建的某座大桥为背景进行抗风措施方案设计研究。在对多种方案进行动力特性分析的基础上,考虑该桥实际特点提出了"下拉索+TMD"的抗风措施。对采取施工抗风措施后的结构风致抖振响应进行计算,最后对该桥施工抗风措施减振性能进行计算分析和结构风荷载响应关键指标验算。结果表明:高墩大跨桥梁悬臂施工期风致振动响应较大,采取"下拉索+TMD"的抗风措施,可有效降低桥梁结构风致振动响应。     

P-△效应对大跨斜拉桥地震反应的影响研究

为研究斜拉桥结构各构件由于P-△效应而引起的几何非线性对于结构动力特性和地震响应的影响,基于一座主跨为688 m的斜拉桥,分别建立了单独考虑桥塔、斜拉索、主梁的P-△效应的模型,通过与没有考虑各构件的P-△效应的模型相比较,分析了各构件的P-△效应对于结构动力特性的影响;并通过动力时程分析,将考虑各构件的P-△效应的模...     

山区大跨连续刚构桥悬臂施工阶段的抗风分析

以卧龙沟3号特大桥为工程背景,采用midas Civil与FEA软件分析,通过流体力学计算方法得出三分力系数与风荷载作用大小;通过3种风载工况加载,对主梁的上部结构与桥墩进行受力性能分析。结果表明:T构最大悬臂状态为计算抗风性能的最不利状态;风荷载作用下,主梁多发生横向挠度与绕桥墩旋转变形;桥墩墩底受力反应敏感,主梁悬臂根部与桥墩墩底均没有出现拉应力,满足使用要求;该抗风分析方法结果可为类似工程提供借鉴。     

黄冈公铁两用长江大桥钢桁梁大悬臂架设抗风措施

针对黄冈公铁两用长江大桥钢桁梁大悬臂架设过程中风荷载对施工稳定性的影响,进行合理的钢桁梁大悬臂架设抗风措施研究.分析作用于钢桁梁的风荷载,并利用MIDAS Civil软件建立钢桁梁悬臂架设施工阶段模型,对3种抗风措施(①将抗震挡块抄垫顶紧;②设置钢梁纵向限位装置;③设置只受压抗风牛腿)组合进行分析.最终确定采用抗风措施①和③的组合,即在钢桁梁A23-A24、A24-A25(A23'-A24'、A2’-A25’)上弦杆与塔柱之间焊接只受压抗风牛腿并将下横梁顶部抗震挡决抄垫顶紧.实践证明,所采用的组合抗风措施在使用过程中效果良好.     

ANSYS在冲击(撞击)荷载作用下桥墩应力可靠度分析中的应用

基于大型通用有限元软件ANSYS概率设计系统,提出利用ANSYS概率分析功能对桥墩在冲击荷载作用下最大应力进行可靠性分析的方法。采用ANSYS的中心复合设计法,对桥墩在冲击荷载、荷载位置、弹性模量以及密度等随机变量作用下的结构可靠度进行计算,获得桥墩应力响应的可靠度指标和桥墩的失效概率,以及最大应力与各个随机变量的相关灵敏度等一系列具有重要价值的结论。     

灵江大桥施工阶段的风洞试验及抗风分析

采用悬臂施工的大跨预应力混凝土连续刚构桥在合龙前的最大双悬臂阶段为整个施工过程中的最不利抗风状态，但还需考虑由于不对称施工而由风载产生的不利影响。结合灵江大桥的施工，对几种不利风荷载情况进行风载静力分析，并采用节段模型风洞试验进行风振分析，讨论了变截面箱形桥梁的抗风特性。     

大跨拱桥施工过程非线性受力分析

考虑大跨拱桥施工过程中体系的变换、荷载的增加及非线性因素的影响,结合具体工程实例,采用有限元分析软件Midas/Civil对拱桥施工过程进行模拟计算,着重分析了施工过程中混凝土收缩徐变及P-δ效应对拱桥应力及变形的影响,得出有益的结论,为拱桥施工控制提供理论依据.     

重力式桥墩在泥石流冲击作用下的响应分析

为研究重力式桥墩在泥石流冲击作用下的安全性,以某既有铁路重力式桥墩结构作为研究对象,采用ANSYS+CFX建立了泥石流冲击桥墩的流固耦合分析模型,分析桥墩在不同参数的泥石流冲击作用下的响应情况,同时采用LS-DYNA软件分析泥石流中大块石对桥墩的冲击力,进而对桥墩的安全性进行评估。结果表明:随着速度、容重和黏度的增加,泥石流冲击力也随之增加;泥石流中大块石对桥墩的冲击力较大,分析中不可忽略;桥墩在泥石流冲击、大块石冲击以及横向风荷载作用下,桥墩的横向偏心距、抗倾覆稳定性、抗滑稳定性、基底应力均难以满足规范要求。因此,应加强对可能遭遇泥石流灾害的重力式桥墩的监测和分析,采取有效措施以确保泥石流冲击作用下结构安全可靠。     

基于CFD方法的大跨高墩刚构桥梁风荷载数值识别

针对峡谷地区典型特大跨高墩桥梁结构风荷载的不确定性问题,采用计算流体动力学(CFD,Computational Fluid Dynamics)方法,对大跨变截面主梁和超高双柱薄壁桥墩的风荷载进行数值识别。研究不同气流攻角对主梁结构风荷载的影响、不同气流风偏角对超高薄壁墩风荷载的影响、考虑尾流干扰效应的双柱薄壁桥墩气动力变化过程。同时,从气流作用微观角度分析了气流对大跨高墩刚构桥梁结构风荷载的作用机理。通过数值计算,为设计人员进行大跨高墩桥梁风荷载的取值提供了参考,对目前我国相关桥梁设计规范的缺陷进行了有效的补充。     

东海大桥主航道桥抗风性能及颤振控制研究

介绍结合上海东海地区风环境特点对东海大桥主航道桥420 m单索面结合梁斜拉桥所进行的抗风性能及颤振控制研究,主要针对施工过程中和建成运营后的抗风稳定性、安全性和适用性,其研究内容可以概括为8个方面,即桥位边界层风特性分析、结构动力特性分析计算、节段模型测力风洞试验、节段模型测振风洞试验、静风稳定性数值分析、全桥气弹模型风洞试验、等效风荷载组合分析和颤振概率性评价.     

P-Δ效应对钢筋混凝土桥墩位移延性的影响研究

为准确计算钢筋混凝土桥墩位移延性,计入P-Δ效应,对传统的塑性铰模型进行修正。基于MATLAB程序,编制了计算钢筋混凝土桥墩截面弯矩~曲率曲线和水平荷载~位移曲线的程序;利用自编程序,计算了考虑和未考虑P-Δ效应的钢筋混凝土桥墩的位移延性系数,并与基于塑性铰模型计算得到的位移延性系数进行比较;通过定义一个反映P-Δ效应对位移延性系数影响的修正系数,分析了轴压比、剪跨比和曲率延性系数3个参数对该修正系数的影响,得到了相应的回归公式,并将回归公式计算的结果与已有试验数据进行比较。结果表明:编制的MATLAB程序计算结果可信;P-Δ效应对钢筋混凝土桥墩位移延性有较大影响,而塑性铰模型本身不能很好地反映P-Δ效应,需要修正;修正系数随3个参数变化有明显规律性;对于具有良好延性的桥墩,回归公式具有较好的计算精度。     

大跨、长联、矮墩连续梁桥结构施工与运营阶段稳定性分析

闽候新南港大桥主桥设计为70 m+4×120 m+70 m连续梁桥,桥址处自然条件复杂。为确保该桥施工和建成运营后的抗风稳定性及安全性,对桥梁主桥结构动力特性、最大悬臂阶段和成桥阶段进行了分析。计算结果表明:最大悬臂阶段结构稳定性最差,对结构稳定性起控制作用的是恒载,活载、风荷载等对桥梁最大悬臂状态的稳定影响不大。该计算结果为大桥的设计和施工提供了理论依据。