连续超大跨悬索桥的刚度特征

为了解不同结构参数对连续超大跨悬索桥的影响,对重力刚度法进行了推广,研究了连续超大跨悬索桥体系的静力刚度特征．考虑主塔抗弯刚度和主缆弹性伸长,导出了多跨悬索桥挠度的计算公式,探讨了悬索桥跨数对重力刚度分布和最大挠度的影响,以及中间塔抗弯刚度对挠度的影响．结果表明,跨数和中间塔抗弯刚度对连续超大跨悬索桥的重力刚度和最大挠度有显著影响．     

三塔悬索桥静动力特性与中塔选型

为探讨三塔悬索桥与两塔悬索桥静动力特性差异与中塔选型,以泰州长江大桥为原型,基于有限位移理论建立相应的两塔、三塔（混凝土中塔与钢中塔）悬索桥的空间有限元模型,分析了各种结构参数下的静力和地震效应。研究结果表明：与两塔悬索桥相比,由于中塔顶缺乏边缆的有效纵向约束,三塔悬索桥整体刚度较小,变形较大,自振频率低;汽车作用下主...     

双缆悬索桥的静力特性及其关键影响因素

双缆悬索桥体系是一种适用于大跨度多塔悬索桥的结构体系,为了对该类悬索桥体系的受力特性开展深入研究,基于有限元方法对其静力特性以及关键设计参数的影响效应进行对比分析. 首先以一座典型的单缆多塔悬索桥为参照,选定双缆多塔悬索桥的关键设计参数,建立两类多塔悬索桥的有限元模型;其次基于所建立的有限元模型,对比分析两类多塔悬索桥体系的竖向刚度差异;最后研究双缆悬索桥体系,边主跨比、中塔刚度、恒载分配比和矢跨比等关键设计参数对于中塔塔顶主缆总的不平衡力、中塔塔顶最大纵向位移以及主梁跨中最大挠度的影响效应. 研究结果表明:相比单缆多塔悬索桥,双缆多塔悬索桥能够有效提高结构的竖向刚度,同时大幅减小中塔塔顶主缆总的不平衡力;减小边主跨比对双缆结构体系竖向刚度和塔顶主缆总的不平衡力的影响较小;增大中塔刚度可以显著提高双缆结构体系的竖向刚度,但是中塔塔顶主缆总的不平衡力有较大幅度的增加;恒载分配比例取为1.0～2.0时,双缆结构体系的中塔塔顶位移及主梁跨中挠度较小;减小顶缆矢高或者增大底缆矢高均可以显著提高双缆结构体系的竖向刚度,有效减小主梁跨中挠度和中塔塔顶位移.      

悬索桥重力刚度法及主缆水平拉力计算

对于大跨度悬索桥,加劲梁的抗弯刚度远远小于具备强大拉力储备的主缆的重力刚度,加劲梁的抗弯刚度的大小对全桥结构行为的影响只是处于次要地位。忽略加劲梁的抗弯刚度而将悬索桥当成一个单纯的索结构来分析它的内力和变形的方法就是重力刚度法。通过与悬索同跨简支梁的剪力和弯矩来明确重力刚度的概念,并揭示该剪力和主缆水平拉力、该弯矩和主缆挠度之间的关系。分别采用重力刚度法和通用软件ANSYS来计算悬索桥的内力和变形,其结果接近,说明采用重力刚度法计算的结果也是具有参考价值的。     

关于悬索桥的重力刚度

随着悬索桥跨度的增大,加劲梁的竖向抗弯刚度提供给整个知跨结构的刚度仅占次要地位,而悬索自身的重力度度却占有秉的作用。为加对重力刚度的进一步认识,笔者对特大跨度的悬索桥的重力刚度进行简要的理论推理,在忽略加劲梁存在的情况下,可近似地计算悬索桥的变形和内力。     

列车活载作用下超大连跨悬索桥的刚度特征

为探索超大连跨悬索桥的可行性,采用重力刚度法研究了超大连跨悬索桥在铁路活载作用下的刚度(坡度变化)特征.根据列车活载的作用位置,将桥梁沿纵向划分为车前、车下和车后3个坡段,分别探讨了它们的最大转角变形.还对不同垂跨比、跨度和连跨悬索桥的跨数进行了参数研究,分折了不同参数对连跨悬索桥刚度的影响.结果表明,车前和车后坡段的坡度变化随垂跨比增大而增大,随跨度增大而减小;车前坡段的坡度变化随悬索桥跨数的增加而减小,车后坡段的坡度变化随悬索桥跨数的增加而增大.     

单塔两跨式自锚式悬索桥的极限跨度研究

推导了单塔两跨式自锚式悬索桥的极限跨度的表达式。研究了极限跨度与主缆矢跨比、边跨与主跨跨度比、索塔高度与主跨跨度比、二期恒载和活载等影响因素的关系．结合目前悬索桥常用的材料，考虑主要因素的影响，对混凝土加劲梁和钢加劲梁自锚式悬索桥的极限跨度进行了研究，给出了相应的极限跨度．     

悬索桥索股架设全过程的非线性精确分析

为精确分析悬索桥主缆的成缆过程,基于悬索桥多跨悬链线空缆线形计算原理,分析了主缆索股架设过程中塔的受力与索股线形的变化规律.将索塔对主索鞍的作用等效成非线性弹簧,其刚度计入索塔的梁柱效应,导出了索塔的非线性抗推刚度和塔底截面弯矩的计算公式;根据悬索桥主缆索股架设方法,以空缆状态为基础,计算并分析了一座主跨1280 m的悬索桥索股架设过程中主索鞍处主缆的不平衡力、塔顶水平位移和塔底截面弯矩随索股架设的变化规律.研究表明,索股架设过程中,梁柱效应较小.     

基于大跨度三塔悬索桥主缆系统施工技术研究

三塔悬索桥属于新型悬索桥结构,保障架设质量的关键在与主缆系统的施工技术。我国近年来修建的三座三塔悬索桥主缆系统的施工技术方面做了多种创新和改进,主索鞍底面直接在地板上滑行,将主索鞍滑动副结构简化,使索鞍顶推在施工中更加方便;制造出支座型散索鞍结构,大大提升散索鞍的摆动性能;使用左右对合的双吊耳板索甲结构,能让索甲结构的受力性能得到改善;使用主缆PPWS索股水平成盘放索架设方案,能改善PPWS索股架设散股及"呼啦圈"问题。通过对这些改进与创新进行分析与介绍,对今后的多塔连跨悬索桥的施工起到部分借鉴作用。     

关于悬索桥的重力刚度

随着悬索桥跨度的增大,加劲梁的竖向抗弯刚度提供给整个桥跨结构的刚度仅占次要地位,而悬索自身的重力刚度却占有重要的作用．为加深对重力刚度的进一步认识,笔者对特大跨度的悬索桥的重力刚度进行简要的理论推导,在忽略加劲梁存在的情况下,可近似地计算悬索桥的变形和内力．     

温度及活载作用下双塔简支梁悬索桥静力分析

依托某双塔简支钢桁加劲梁悬索桥为研究背景,运用Midas/Civil软件建立桥梁仿真空间模型,分别对活载与温度作用下的简支梁悬索桥进行静力分析,得出以下规律:(1)活载作用下主缆与加劲梁在中跨1/4处的竖向位移变化最为明显;主缆中跨和吊杆边跨的轴力均向桥塔处逐渐增大;桥塔处主缆的轴力突变由塔顶固结约束及主塔偏位导致。(2)主缆中跨的竖向位移随着温度的升高逐渐下移,反之降温逐渐上升;桥塔处主缆的竖向位移在降温作用下产生小幅下挠,反之升温则上挠。(3)主缆和吊杆轴力随着温度升高逐渐减小,反之轴力增大;温度作用仅对吊杆中跨两侧轴力产生影响。     

泰州长江大桥架设3100m主缆

日前,泰州长江大桥悬索桥主缆架设正式开始,大桥上部结构施工进入关键阶段。泰州长江大桥为千米级3塔2跨悬索桥,其主缆长约3100m,2根主缆总重17000t,由北向南依次由北锚跨、北边跨、北主跨、南主跨、南边跨、南锚跨等6跨组成,是目前国内桥梁施工中最长的主缆。主缆矢跨比为1/9,     

空间缆索悬索桥主缆线形的分析方法

空间缆索悬索桥是由于主缆和吊索形成了一个三维索系,在对竖向承载能力影响不大的情况下,缆索系统的横向承载能力得到显著提高,从而大大提高了整个桥梁的横向刚度和抗扭刚度。作为结构非线性性态非常突出的大跨度悬索桥,采用有限元法能充分考虑几何非线性的影响因素。介绍了按照零位移原则确定重力作用下主缆的初始应力状态的方法及确定主缆线形的迭代算法。     

超大跨径CFRP主缆悬索桥动力特性参数分析

为了研究超大跨径碳纤维（CFRP）主缆悬索桥的动力性能,以某海峡为工程背景,设计了主跨3 500 m的CFRP主缆悬索桥.基于ANSYS软件平台,分析了该CFRP主缆悬索桥的动力特性,探讨了矢跨比、主缆安全系数、加劲梁约束体系和桥塔刚度等主要结构参数对其动力特性的影响.研究结果表明:矢跨比越大,扭弯频率比越大;主缆安全系数对动力特性影响不大;随跨径增大,加劲梁约束体系对动力特性的影响减小;增大桥塔顺桥向弯曲刚度可以提高对称竖弯基频,增大桥塔抗扭刚度可提高扭转基频.      

结构参数变化对自锚式悬索桥动力性能的影响分析

桥梁的振动特性是分析结构动荷载行为的基础,它能体现结构的质量分布情况及抵抗弹性变形的能力,是吊桥分析振动响应、抗风与抗震设计的基础。以唐山湾跨海大桥为工程背景,利用有限元分析软件Midas/Civi对影响自锚式悬索桥动力性能的结构参数进行模拟分析。认为:(1)垂跨比及主缆抗拉刚度对反对称竖弯及对称竖弯频率影响较大,对横弯频率及扭转频率影响较小。(2)恒载集度对自锚式吊桥整体特征振型频率的影响大于主梁抗弯刚度。(3)拉索抗拉刚度及桥塔抗弯刚度的变化对自锚式悬索桥结构的各阶特征振型频率影响较小。研究结论可为自锚式悬索桥优化设计及理论研究提供参考。     

大跨径自锚式悬索桥几何非线性行为分析

针对大跨径自锚式悬索桥的几何非线性问题,基于非线性分析的基本原理,采用了分次加载分析自锚式悬索桥几何非线性特征的方法,在借助全桥模型试验的基础上,研究了大跨径自锚式悬索桥在施工阶段和成桥阶段主缆位移的几何非线性行为,揭示了主缆位移的几何非线性特征以及结构体系转换对主缆位移几何非线性的影响规律。结果表明:施工阶段主缆位移的几何非线性行为变化显著,主要经历了线性化特征显著、非线性特征逐渐增强、非线性特征逐渐弱化的三个阶段,且已张拉吊索对应索夹点位置和未张拉吊索对应索夹点位置的几何非线性行为变化规律不相同,其中主缆位移影响线零点具有比其它主缆位置更为明显的几何非线性特征;成桥阶段主缆位移线性化特征显著,荷载效应符合叠加原理。     

对国内两座在建三塔悬索桥各自塔型的适应性分析

介绍了国内在建的两座主跨超千米的三塔悬索桥中塔塔型的区别,对三塔悬索桥中塔的结构行为特性作了说明,并结合各桥的建设条件对两桥中塔塔型的适应性进行了分析,分析结果认为,泰州大桥和马鞍山大桥桥根据各自的建设条件和通航要求,分别采用了适合自身特点的中塔塔型。对于千米级三塔悬索桥,可采用纵向人字型钢中塔和独柱型钢-混组合塔,但前者在构造、受力和经济上优于后者。     

关于悬索桥的重力刚度一文的讨论

读了“关于悬索桥的重力刚度”后（下面简称文（1）,觉得立论很好,推导正确,得到了大跨度悬索桥按线性考虑即叠加原理和影响线成立时重力刚度等于恒载和活载各自单独作用的横拉力之和（H＝Hq Hp)乘以跨长l的平方的十分简洁的结论。并推导了求活载引起的附加挠度和附加横拉力的重力刚度法的简便公式,与弹性理论法的计算结果比较,结果很接近,可供初步设计时使用,但文（1）在行文中有些地方容易引起误解,现提出来供参考：     

千米级缆拱组合桥概念设计研究

采用给拱肋卸载及悬索桥不设锚碇的理念,提出一种新的桥梁结构体系——缆拱组合桥,其主要由主拱、主缆、主塔、边拱及主梁组成。通过选取适宜的垂跨比、矢跨比、拱轴线等参数来调整拱和缆分担主跨桥面荷载的比例,让缆承担更多荷载,从而拱肋得到大幅度卸载,既降低了其应力水平,又提高了稳定性,使缆拱桥的跨径可以超越拱桥。以1 008 m跨径为例,对缆拱桥进行概念设计,并通过有限元研究其结构强度、刚度、稳定性等问题。研究表明:缆拱桥不仅保留了悬索桥承载力高、拱桥刚度大的特点,同时还具有一定的美学价值。     

关于悬索桥的重力刚度一文的讨论

读了“关于悬索桥的重力刚度”［1］后(下面简称文［1］) ,觉得立论很好,推导正确,得到了大跨度悬索桥按线性考虑即叠加原理和影响线 成立时重力刚度等于恒载和活载各自单独作用的横拉力之和(H=H\-q+H\-p)乘以跨长l的平方的十分简洁的结论.并推导了求活载引起的附加挠度和附加横拉力 的重力刚度法的简便公式,与弹性理论法的计算结果比较,结果很接近,可供初步设计时使 用.但文［1］在行文中有些地方容易引起误解,现提出来供参考：