独塔非对称自锚式悬索桥合理约束体系研究

自锚式悬索桥通过主缆与加劲梁锚固结合的方式,形成闭合传力路径。主缆的水平分力通过锚固区逐渐传递到主跨加劲梁,竖向分力则主要通过边跨自重平衡。在静力情况下,主梁为超静定体系;在动力情况下,通常为全漂浮或者半漂浮体系来达到减隔震目的。这样就会造成主梁约束转变的情况,这个问题在独塔非对称自锚式悬索桥中尤为凸显。本文以太原市通达街跨汾河的四跨独塔非对称自锚式悬索桥为背景工程,建立全桥有限元模型,分析了全桥在静力及动力情况下不同约束体系对全桥受力的影响,为今后同类型结构设计提供依据。     

独塔自锚式悬索桥动力特性参数灵敏度分析研究

自锚式悬索桥以其优美的造型、良好的跨越能力、对桥址条件适用性强等优点,被广泛的应用于城市桥梁中。自锚式悬索桥的结构设计参数对其动力特性影响显著。为明晰其结构设计参数对自锚式悬索桥动力特性(振型、频率等)的参数影响规律,以某典型的独塔自锚式悬索桥为研究背景,基于有限元软件MIDAS Civil建立全桥空间有限元模型,采用子空间迭代法进行动力分析计算,研究了边跨长度比,恒载比率,主梁、主缆及吊索刚度等参数的变化对自锚式悬索桥基本动力特性的影响规律。结果表明:自锚式悬索桥整桥振型排列较合理,频谱分布密集;边跨比对独塔自锚式悬索桥主梁竖弯振型频率和主缆横弯振型频率影响显著;恒载比率对独塔自锚式悬索桥各阶模态振型频率影响显著,其中主缆一阶侧弯和主梁的一阶竖弯振型受恒载比率影响最为显著;主缆抗拉刚度的变化对主缆侧移振型频率,以及主梁竖弯振型频率影响较为显著,主缆抗拉刚度的增加有利于提高结构的整体刚度,可以一定程度上减小主缆水平拉力对主梁刚度的影响;吊索抗拉刚度对结构振型频率的影响基本可以忽略;自锚式悬索桥的竖向弯曲振型受主梁的抗弯刚度影响较大,主缆振动频率受主梁抗弯刚度影响较大,但当主梁抗弯刚度达到一定数值后,其对主缆频率影响减小。     

自锚式与地锚式悬索桥结构设计参数对比研究

研究了矢跨比、边中跨比和主梁抗弯刚度这几个因素分别对地锚式悬索桥和自锚式悬索桥的力学性能的影响,并加以比较。从材料用量、经济性、地基适用性和施工的角度分析了自锚式和地锚式悬索桥的优缺点。     

自锚式悬索桥主塔稳定计算方法及影响因素分析

自锚式悬索桥力学特性与传统地锚式悬索桥有所区别。该文分析了稳定计算原理,并以西宁市海湖新区文汇路跨湟水河大桥为例,将主塔稳定计算放在全桥总体模型中进行,考虑了全桥其他构件对主塔刚度的影响,分别针对不同边界条件计算主塔稳定临界力。结果表明:主梁纵向约束条件对自锚式悬索桥的主塔稳定计算影响较大,当塔梁之间设置纵向约束时,主塔稳定临界力相比纵向滑动体系提高较多。塔梁之间的转动约束对主塔稳定影响相对较小。     

混凝土连续梁与悬索组合桥结构体系力学性能分析

为了解混凝土连续梁与悬索组合桥结构体系的受力特性,建立(70+185+70) m混凝土连续梁与悬索组合桥全桥空间有限元模型,计算其结构内力,分析垂跨比、边中跨比、主梁抗弯刚度对该组合结构力学性能的影响,并与同等跨径自锚式悬索桥进行对比。结果表明:混凝土连续梁与悬索组合桥主缆拉力和跨中挠度均小于同等跨径自锚式悬索桥,与同等跨径自锚式悬索桥相比,活载作用下组合结构主缆拉力小76.04%,跨中挠度小66.32%;组合结构前10阶自振频率均大于自锚式悬索桥,1阶自振频率约为自锚式悬索桥的3倍;组合结构的竖向刚度随垂跨比和主梁抗弯刚度的增大而增大,随边中跨比的增大而减小,与自锚式悬索桥变化规律基本一致。     

主梁纵向约束方式对单塔自锚式悬索桥结构设计的影响

单塔自锚式悬索桥结构一般采用半漂浮体系,主梁纵向约束的模拟对结构设计有较大的影响。以大沽河航道桥为例,通过有限位移理论计算分析主梁纵向约束方式对结构设计的影响,由分析可知:主梁纵向约束方式对主缆、吊索、主梁及桥墩的设计影响不大,且考虑支座非线性时荷载作用效应基本满足线性关系;主梁纵向约束方式对桥塔、结构纵向变位设计影响很大,且考虑支座非线性时荷载作用效应不满足线性关系;在单塔半漂浮体系自锚式悬索桥设计中,为避免采用较大的伸缩缝,建议桥塔处设置纵向限位装置。     

自锚式悬索桥锚固段合理总体布置研究

锚固段是自锚式悬索桥的关键受力部位。结合某336 m跨径自锚式悬索桥的锚固段总体布置设计，对自锚式悬索桥的锚跨设置、散索鞍/套设置、锚固段重心调整等问题进行分析研究，建议主梁竖向刚度不控制设计时取消锚跨，边跨主缆入射角适中时优先采用散索套，提出了锚固段合理重心的调整思路。上述结论可为今后同类型结构的设计提供参考。     

非线性随机车流-自锚式悬索桥耦合振动分析系统

自锚式悬索桥独特的锚固形式使其主梁承受主缆传递的巨大轴向压力,为了研究主梁刚度在初内力及活载作用下的弱化问题对自锚式悬索桥结构静动力响应的影响,首先,结合自锚式悬索桥的非线性特点引入初应力刚度矩阵,考虑随机车流过桥时几何非线性的时变性,采用分离迭代法建立非线性随机车流-自锚式悬索桥耦合振动分析系统,并编制相应的非线性分析模块。其次,以某三跨混凝土自锚式悬索桥为例,选取集中力匀速过桥工况,利用ANSYS软件对非线性分析模块的可靠性进行验证。最后,分别设置2种极端工况：第1种是单车工况,近似认为只有恒载作用下产生的几何非线性;第2种是密集交通流工况,认为是恒载和最不利活载共同作用产生的几何非线性,并采用元胞自动机模型对密集车流进行模拟,研究自锚式悬索桥恒载和活载初内力引起的几何非线性对桥梁响应的影响程度。研究结果表明：单车工况下,梁塔恒载初内力对自锚式悬索桥的车辆过桥结构响应影响显著,主梁和主塔初内力贡献程度明显不同,主梁初内力对结构刚度矩阵变化的影响贡献较大而主塔贡献微小;相对于恒载,密集车流作用下初内力效应引起的几何非线性对自锚式悬索桥结构刚度影响微小,对结构响应的非线性影响也不明显。     

考虑桩土作用的海岸独塔自锚式悬索桥抗震性能

为了掌握运营状态下海岸独塔自锚式悬索桥的抗震性能,本文以烟台夹河大桥(桥跨布置为115m+115m的钢-混组合结构独塔自锚式悬索桥)为背景,建立三维有限元模型,应用直接积分法进行非线性时程分析,分别研究纵向漂浮体系和约束体系下三塔自锚式悬索桥的地震响应特征,并对构件抗震能力进行了评价。研究结果表明:塔根截面、群桩桩顶是结构抗震的关键部位;相对纵向漂浮体系而言,纵向约束体系中塔梁纵向约束可以有效地限制主梁的纵向振动,使得索鞍抗滑安全系数较大,边塔及中塔地震变形较小,主梁截面弯矩较小,梁端伸缩缝位移需求也较小。     

自锚式悬索桥桥式特点与发展初探

自锚式悬索桥是一种将主缆锚固在自身加劲梁上的桥式结构体系,近几年在国内外逐渐兴起。本文对自锚式悬索桥的历史、国内外发展情况进行概述;通过国内外研究资料,从材料,矢跨比、拱度、混凝土收缩徐变及非线性影响,总结分析此种结构体系的力学性能;论述了已建自锚式悬索桥的不同施工技术与方法以及需待解决的问题。     

混凝土加劲梁自锚悬索桥动力特性影响因素分析

以国内某混凝土加劲梁自锚悬索桥为研究背景,在总结前人研究成果的基础上,采用Midas Civil程序建立"脊骨梁"式有限元模型,研究结构自重与加劲梁横弯、竖弯与扭转刚度对混凝土加劲主梁自锚悬索桥动力特性的影响。结果表明结构自重变化对混凝土加劲主梁自锚悬索桥的动力特性影响较大,主梁竖弯刚度与扭转刚度对竖弯振动频率与扭转振动频率的影响较大,但横弯刚度对横弯振动频率影响不明显。     

混凝土自锚式悬索桥合理成桥线形与空间内力分析

混凝土自锚式悬索桥以造型独特、经济性好、适应性强而成为城市中小跨径景观桥梁极具竞争力的桥型之一。文章以某混凝土自锚式悬索桥为工程背景,首先运用等代简支梁法推导出合理成桥线形,而后运用空间非线性有限元程序对该桥进行了空间计算,对其受力性能进行研究,并分析矢跨比、主梁拱度等参数对结构的影响。结果表明,随着主缆矢跨比的减小,主缆拉力增大,主梁压力增加,结构的整体刚度减小;主梁拱度提高了结构的刚度。结论可以为该种桥型结构的设计提供参考。     

自锚式悬索桥主梁误差影响研究

选取了主梁恒载重量、吊索长度、主梁有效预应力值三项因素,研究了当其分别存在误差时,对自锚式悬索桥主梁的内力和位移的影响,分析了自锚式悬索桥主梁的内力和位移敏感区域,对比了三项因素同样误差5%以内对主梁影响的程度。     

附加自锚式悬索桥法加固连续箱梁桥效果分析

针对大跨度预应力连续箱梁桥在使用过程中,由于主梁开裂和下挠等病害所造成的桥梁承载力严重不足问题,提出了一种附加自锚式悬索桥法加固方式。该方法的加固结构由桥塔、主缆、吊杆和组合型钢组成,加固时通过改变桥梁的受力状态达到加固效果。以某严重开裂的(72+120+72)m连续梁桥为背景,采用附加自锚式悬索桥法加固该桥,通过有限元计算,考虑不同荷载组合、预应力损失、超载等因素的影响,对比分析了加固前后桥梁结构的力学特性。研究表明:附加自锚式悬索桥法能有效控制主梁的内力与挠度,并抑制主梁裂缝的发展;但在超载作用下主梁中支点截面上缘主拉应力超限,在桥梁使用过程中车辆超载对其损伤的影响应予以重视。     

自锚式悬索桥力学特性挠度理论研究

在简要介绍自锚式悬索桥特点以后,着重从挠度理论出发研究其力学特性。首先详细推导了自锚式悬索桥挠度理论基本微分方程,然后在此基础上介绍了各内力影响线的求解思路,基于此,采用动态规划法加载原理编制了自锚式悬索桥挠度理论计算程序,通过实际的桥跨结构(主跨328 m,自锚式悬索桥)根据挠度理论程序计算边、中跨各截面的弯矩、挠度影响线并与有限元计算结果相比较,反映程序计算精度较高,从而验证了公式和程序的正确性,为进一步对自锚式悬索桥的相关力学参数影响分析奠定了基础。     

边扣对不同悬吊结构体系悬索桥的影响分析

地锚式悬索桥由主缆、加劲梁、桥塔、吊索、锚碇五部分组成,可以形成多种结构体系,如加劲梁采用不同的悬吊方式,那么不同悬吊结构体系也就具有不同的结构力学特性.为研究边扣对不同结构体系悬索桥受力的影响,以西堠门大桥为背景,采用桥梁非线性计算软件BNLAS建立计算模型,分别对两跨悬吊和三跨悬吊悬索桥的加劲梁在连续纵飘、纵向约束...     

中国自锚式悬索桥发展综述

自20世纪末以来,自锚式悬索桥在中国逐渐得到了广泛的应用,目前自锚式悬索桥正向大跨度、复杂体系、从内陆到海上更深层次发展.该文从独塔式、双塔式、多塔式、自锚-斜拉式结构体系对中国已建、在建和拟建的自锚式悬索桥进行了综述与对比.综合文献表明:自锚式悬索桥应从计算理论、施工方法、新材料技术的应用等方面开展研究.     

自锚式悬索桥加劲梁方案比选与设计要点研究

自锚式悬索桥因其受力合理、施工难度低、美观性强等特性,越来越多地应用于城市桥梁的建设中。依托宝鸡市渭河大桥的设计,针对自锚式悬索桥加劲梁进行边主梁和钢混叠合两种方案的全面比选,最终选用边主梁结构型式,并梳理了边主梁的构造设计及其与混凝土主梁的连接构造等要点,为类似自锚式悬索桥的设计提供参考。     

自锚式悬索桥的特点及工程应用

自锚式悬索桥对桥址具有较强的适应能力、良好的经济效益及景观上的突出优势,为桥型选择开辟了新思路。中国自锚式悬索桥的建设取得了令人瞩目的成就,笔者回顾了自锚式悬索桥的发展历程,总结了自锚式悬索桥体系特点及工程应用情况。从分布地区、跨径、加劲梁结构形式和垂跨比几个角度对收集到的实桥资料进行了统计分析,最后对有待深入研究的问题进行了总结。     

自锚式悬索桥梁缆施工方法探讨

以某大桥主桥(自锚式悬索桥)为工程背景,基于有限元分析理论,运用有限元软件MIDAS-CIVIL及桥梁博士建立有限元模型,分析及研究了自锚式悬索桥边跨梁缆同步施工的安全性及可行性,计算结果表明,大桥主桥自锚式悬索桥边跨梁缆同步施工是安全可行的,此施工方法是对以往自锚式悬索桥先梁后缆的施工方式的创新,大大节约了工期,对同类桥梁施工具有借鉴及指导作用。