吊杆破断对郑州黄河二桥主桥静力性能的影响

以郑州黄河二桥主桥--下承式钢管混凝土拱桥为研究对象,利用有限元软件Ansys建立了该拱桥的空间有限元计算模型,采用数值仿真方法分别计算了该拱桥在不同吊杆破断工况下的内力和位移,分析了吊杆破断对桥梁静态力学性能的影响.计算结果表明,吊杆破断对吊杆系静张力的分配有较大影响,一旦某根吊杆退出工作,与之相邻的吊杆所受的静张力会随之大幅度增加;吊杆破断对拱肋的轴力影响较小,对弯矩有较大影响;拱桥在吊杆破断处的竖向位移较大;汽车偏载布置使得与之相邻的吊杆在破断情况下受力更为不利.     

基于结构振动的中承式拱桥吊杆损伤识别

吊杆是中、下承式拱桥的主要受力构件,其结构损伤影响桥梁的安全,因此,吊杆的损伤识别是结构健康监测的重要工作之一。本文以一座柔性桥面系中承式拱桥为对象建立了三维空间有限元模型并以锈蚀、断丝等引起的吊杆截面缺损作为损伤指标,通过数值模拟研究了结构振动特性与吊杆损伤之间的相关性。研究结果表明,模态曲率对结构损伤较为敏感,损伤识别的效果较好并在此基础上提出了综合运用结构自振频率变化、桥面结构模态曲率变化以及吊杆内力变化进行柔性桥面系中承式拱桥吊杆损伤识别的实用算法。     

中承式拱桥的吊杆损伤识别

针对中承式拱桥吊杆容易受损破坏的特点,通过数值模拟研究了中承式拱桥吊杆损伤位置和损伤程度的识别问题。提出了综合运用结构自振频率和曲率模态的吊杆损伤定位识别与损伤程度识别的实用方法。     

吊杆拱桥安全设计探讨

从避免吊杆断裂破坏和增强整个结构体系对单根吊杆破坏耐受能力方面,探讨了吊杆拱桥的安全性预防设计,供同类桥梁设计借鉴和参考。为避免吊杆突然破坏,设计时应考虑吊杆及其锚固构造的可检、可修、可换,从而增强吊杆寿命和结构安全。     

钢管混凝土拱桥吊杆高强钢丝力学试验研究

吊杆是中、下承式拱桥的关键构件,研究吊杆的力学行为特征及其病害十分必要和紧迫.通过对营运6年的西南某钢管混凝土拱桥吊杆高强钢丝的单丝极限负荷试验,研究高强钢丝极限负荷的折减状况,探明吊杆的损伤、劣化状况,为钢管混凝土拱桥吊杆的维护提供参考.     

吊杆损伤对钢管混凝土拱桥自振特性影响的分析

以京珠高速公路郑州黄河大桥主桥为研究对象,采用ANSYS有限元程序,建立该下承式钢管混凝土拱桥的空间有限元计算模型,分析不同吊杆损伤对桥梁自振特性的影响,计算结果表明,吊杆损伤对该拱桥的自振频率影响较大,吊杆损伤导致桥梁竖向和扭转自振频率降低.计算结果可为桥梁使用阶段的健康检测和维护提供参考.     

基于路面退化模型的在役拱桥吊杆疲劳分析

现有在役拱桥吊杆疲劳分析中,较少考虑车-桥耦合振动因素,致使分析成果具有一定局限性。该文综合考虑车-桥耦合振动和路面平整度退化影响,将路面平整度退化模型引入拱桥吊杆疲劳分析中,结合交通量增长和路面等级退化以及车速等影响因素,建立了新的吊杆疲劳分析模型。以某拱桥为工程背景,对比分析了典型吊杆的疲劳损伤与疲劳寿命的影响因素。结果表明:在设计基准期内,基于车-桥耦合因素的在役拱桥吊杆疲劳分析得到的疲劳损伤较大、疲劳寿命较短,计算结果更加精确,研究成果对桥梁结构的正常使用状态评估有一定的促进意义。     

中承式拱桥吊杆损伤研究及有限元分析

中承式拱桥中吊杆的受力状况与整个拱桥的安全性能密切相关.文中考虑实际运营中吊杆拉伸刚度的损伤退化,对湖南省衡南县云集湘江公路大桥加固工程更换吊杆进行有限元分析,研究损伤变量变化对吊杆受力性能的影响;同时利用有限元软件分析考察了碳纤维（CFRP）棒材作为吊杆对整体结构性能的影响,结果表明CFRP棒作为吊杆可充分利用其抗拉性能,可运用到实际工程中.     

桥梁损伤识别数值仿真及试验研究

以内蒙古赤峰市银河大桥为例进行研究,该桥于2000年竣工,2001年8月该桥正式投入运行,2001年12月13日早晨,一空载货车撞上ZN-54W吊杆(主拱桥由西向东第8号吊杆),造成吊杆下部保护套严重损伤,为大桥安全考虑,赤峰市松山区政府提出对该桥进行测试。本文采用有限元法、模态分析及损伤识别理论对该桥进行了全面系统的结构损伤识别数值仿真研究,并与试验结果进行比较。由于中承式拱桥的主要受力构件是拱肋及吊杆,所以本文分别分析了拱肋L/2截面、L/4截面及被撞的8号吊杆不同损伤程度下的动力特性,得出结构整体动力特性的变化规律,并通过动力特性变化规律及应变模态实现了对拱肋的损伤识别;通过动力特性变化规律及曲率模态实现了对吊杆的损伤识别。     

拱桥短吊杆动力特性分析

拱桥吊杆骤断的原因复杂,其中动荷载作用下吊杆受力不均匀和增大效应是主要因素之一。以一座既有中承式钢管混凝土拱桥为背景,采用ANSYS建立桥梁有限元模型,选用单车车辆模型,并将车辆模型简化为移动荷载在桥梁结构模型上进行加载,计算不同速度下短吊杆的动力特性,研究短吊杆在车辆平稳过桥条件下的动力性能。计算分析结果表明:短吊杆的振动频次随车速的降低而急剧增加;短吊杆轴力的动力放大系数较大并与车速成正比关系;在车辆激振作用下,短吊杆受弯主要以横桥向的弯矩为主,短吊杆的最大应力会出现在车辆通过后的自由振动阶段;短吊杆的下锚固端受力复杂且最为不利,容易在腐蚀和应力作用下导致短吊杆内钢丝的断裂。     

全焊钢吊杆拱桥设计关键技术

随着钢结构桥梁的推广,钢拱桥在境内应用越来越多,但钢拱桥的吊杆仍一般采用冷铸锚式柔性吊杆,结构体系也一直没有较大发展,而境外应用全焊钢吊杆已有较多工程案例,因此,有必要针对全焊钢吊杆拱桥进行研究。全焊钢吊杆拱桥是将钢拱肋、钢吊杆和钢系杆通过节点焊接方式连接在一起组成的承重结构,相对于采用柔性吊杆的系杆拱,具有刚度大、稳定系数大、工法适用性强、不考虑更换吊杆等的特点。通过全焊钢系杆拱桥的计算分析研究了其结构受力特点及关键节点构造,形成了一套设计关键技术,从而为境内探索实践并推广全焊钢吊杆拱桥提供了一定的借鉴和参考。     

中承式钢管混凝土拱桥新增吊杆法加固技术研究

吊杆是中承式钢管混凝土拱桥重要的组成部分和受力构件,其可靠程度直接影响结构的使用性和安全性。由于在运营过程中长期受到自然条件和人为因素的影响,拱桥吊杆出现了不同程度的损伤,使其加固工作备受关注。针对更换吊杆法普遍存在的破坏结构局部受力的问题,介绍了一种主动加固吊杆的方法——新增吊杆法。并以玉带桥吊杆加固为工程背景,介绍了新增吊杆的布置及构造,对全桥进行三维数值仿真分析,比较了吊杆加固前后拱肋内力、吊杆内力和拱桥稳定性的变化情况,并通过施工过程控制对新增吊杆内力和桥面线形进行监控。结果表明:新增吊杆法可大幅减小既有吊杆的应力水平,但对拱肋受力和拱桥稳定性影响不大;加固过程中新增吊杆拉力实测值与计算值符合较好,桥面高程变化最大未超过6mm,是一种安全、可行的吊杆加固方法。     

考虑吊杆损伤的拱桥稳定性分析

以郑州黄河公路二桥主桥———下承式钢管混凝土拱桥为研究对象,根据该桥梁的结构特征,采用ANSYS有限元程序,建立了桥梁的空间有限元计算模型,计算了桥梁的空间稳定性,给出了桥梁的稳定安全系数,探讨了拱桥吊杆损伤对桥梁空间稳定性的影响。计算结果表明,该下承式钢管混凝土拱桥吊杆损伤对桥梁的低阶稳定安全系数影响较小。     

钢管混凝土拱桥吊杆施工技术优化研究

有吊杆参与的桥梁结构均存在结构线型调整与吊杆索力优化问题,吊杆张拉状况很大程度上可决定桥梁结构最终的外形和内力分布情况。以钢管混凝土拱桥吊杆施工优化关键技术为对象,研究吊杆施工初始张拉力的确定以及不同吊杆张拉顺序对成桥状态的影响。     

钢管混凝土拱桥吊杆更换施工监控研究

索结构的损伤、断裂、更换以及由此造成的安全问题尤为突出。吊杆是中、下承式拱桥的主要受力与传力结构,在运营期一般要对其进行更换。为确保结构安全,一般应对吊杆更换时的张力、主体结构变形等进行监控。本文以一座钢管混凝土拱桥吊杆更换为例,通过仿真计算与现场监测相结合的方式,分别对吊杆更换的整个施工过程进行模拟与监控,确保吊杆更换后主拱结构的内力分布、拱轴线形、桥面线形等与更换前的状态基本一致,可为其它类似工程提供一定的参考。     

中承式拱桥吊杆专项检测及疲劳寿命评估

吊杆的运营安全直接影响到拱桥的结构安全,以1990年建成的某中承式拱桥为研究对象,结合该桥吊杆专项检测及理论分析结果,对吊杆的疲劳寿命进行评估。专项检测结果表明,大部分吊杆存在锚头密封不严、锚杯积水及PE护套破损开裂等现象,吊杆外观情况较差,短吊杆钢丝锈蚀状况为标度4,处于较差的状态。吊杆疲劳寿命根据桥梁实际车流量和疲劳应力幅值进行预测,计算得出吊杆在无腐蚀状态下的寿命约为44年,且在吊杆发生腐蚀后,其服役年限也不到无腐蚀吊杆的1/5,即吊杆出现腐蚀后服役年限不足10年。确认吊杆存在较大的安全隐患,建议对大桥的吊杆进行更换。     

提篮拱桥吊杆更换施工技术研究

以某提篮拱桥的吊杆更换工程为背景,重点介绍了提篮拱桥吊杆更换的施工方法和工艺流程,评述了提篮拱桥的发展及特点,以及拱桥吊杆存在的问题,并列举了拱桥吊杆破坏的工程实例,为提篮拱桥吊杆更换施工提供了成功的经验,指出了拱桥吊杆更换设计施工中需解决的关键技术问题。     

拱桥新型吊杆安全性及其静动力影响研究

为研究吊杆失效对拱桥产生的不利效应,以一座三跨连续坦拱钢桥为背景,分析带套筒螺纹连接的不锈钢短吊杆运营期断裂对桥梁整体静、动力性能的影响。通过分析该类吊杆最可能的失效模式,引入吊杆失效引起的动力放大系数指标,采用ANSYS建立桥梁整体空间模型,分析单根吊杆失效引起的吊杆应力、拱肋和主纵梁关键截面应力及结构自振特性变化。结果表明:拱跨内单根吊杆失效引起主梁竖向位移动力放大系数为1.6~2.2;次短吊杆突然失效对相邻吊杆应力影响较大;单根吊杆失效对桥梁整体静力安全和动力特性影响较小。     

随机车流作用下拱桥吊杆疲劳性能研究

为研究吊杆的疲劳性能,以某拱桥为工程背景,在MATLAB中使用蒙特卡洛抽样建立考虑车型、车道、车距、车速、车重5种参数的随机车流模型,使用ANSYS求解吊杆在随机车流荷载作用下的应力时程,评估吊杆的疲劳损伤和寿命。结果表明,跨中长吊杆和拱脚附近的短吊杆疲劳损伤值高于其他吊杆;车流密度越大,吊杆疲劳损伤值越大,个别吊杆的不同车流密度下疲劳损伤值可相差20倍;车流密度对吊杆疲劳寿命影响很大,尽可能使用长时间的实测车流数据才能得到满意的预测结果。     

铜瓦门大桥吊杆损伤对索力变化的影响研究

吊杆损伤是中承式钢管混凝土提篮拱桥的常见损伤。由于吊杆损伤对索力以及自振频率均有明显影响,所以吊杆损伤的定位以及定量分析对桥梁检测至关重要。文中以铜瓦门大桥为背景工程,在有限元基准模型的基础之上,采用弹性模量折减法计算分析典型吊杆损伤组合对全桥吊杆索力变化的影响,对获取的大量计算数据加以提炼总结,得到了对吊杆损伤评估具有参考意义的结论。