基于悬链线的斜拉索垂度效应等效弹性模量计算方法

为了精确计算垂度效应引起的超长斜拉索刚度折减,基于无弹性悬链线理论和弹性悬链线理论分别建立了斜拉索等效弹性模量的数值算法和简化公式算法。利用沪通长江大桥最长斜拉索作为算例,对比分析了该文方法与传统Ernst公式的计算精度。结果表明:Ernst公式对于低应力水平的斜拉索精度不高,误差高于10%,甚至高达17%;随着应力的增大,误差逐渐减小到1%以内。该文简化公式算法误差不超过0.3%,精度高于Ernst公式。Ernst公式计算结果高于数值解,而该文简化公式计算结果略低于数值解。索受力前后线密度的变化对等效弹性模量的影响可忽略不计。     

独塔单索面宽斜拉桥抗震性能分析

以西宁通海路跨越湟水河斜拉桥为研究对象,建立全桥三维空间有限元模型,分别采用漂浮与半漂浮的结构体系计算了动力特征值,分析了不同结构体系对结构动力特性所产生的影响。考察了结构的刚度和边界条件设置情况,在动力特性计算基础上,采用地震反应谱多维抗震分析方法,考虑了拉索垂度的非线性影响及桩—土—结构相互作用,采用不同等级的地震动输入,考察结构的抗震性能,对结构设计提出了改进措施及建议,为较宽独塔单索面斜拉桥的地震力分析提供了工程实践经验及有效的分析方法。     

自锚式斜拉桥的极限跨径研究(Ⅱ)

从结构变形、压屈稳定性、风动稳定性等角度探讨了当前材料水平和施工水平下全自锚斜拉桥结构体系的极限跨径。研究表明:控制斜拉桥设计的工况首先是横向极限静阵风作用,其次才是活载作用,设计中首先要解决主梁的侧向刚度问题;当前条件下建设一座主跨1 500 m左右的自锚式斜拉桥是初步可行的。通过极限跨径分析,提出了进一步增大斜拉桥跨径的技术措施,可供超大跨度斜拉桥概念设计时参考。     

异型拱桥的几何非线性分析

异型拱桥由于造型独特其非线性行为规律较为复杂且难以掌握.利用自编程序分析了5座各具特点的异型拱桥的非线性行为规律,通过对比总结出以下结论:整体上,拱梁组合式蝶形拱桥中梁柱效应的影响最大,飞燕式系杆拱桥中大位移效应的影响最大,拱塔斜拉桥中索的垂度效应最为明显,而对于有推力的新月形拱桥,各非线性因素的影响均较小,可忽略不计;相对竖直索,斜索的垂度效应较为明显,且其索力受各非线性因素的影响均较大,计算时宜计入斜索的垂度效应并应对斜索索力进行非线性分析;对于仅承受荷载而不参与整体受力的桥面板和横梁,内力受非线性因素的影响很小,采用线性方法具有足够的精度,但计算位移时需计入大位移效应的影响.     

平胜大桥自锚式悬索桥基准索股架设的施工控制

主缆的架设精度(或架设质量)在很大程度上取决于基准索股的架设精度,而基准索股的架设精度主要取决于架设条件下(一般为非基准状态)基准索股架设垂度修正量的确定和达到修正垂度的控制方法。介绍基于抛物线理论和基于悬链线理论的平胜大桥基准索股非基准状态下架设垂度修正量的确定方法及达到该垂度的施工控制方法。     

轴向运动小垂度索动力响应

基于轴向运动小垂度索三维动力模型与波传播概念，求得一般边界条件下索横向振动的精确解。在频域中得到解的表达式，并对解进行了波传播解释。该解释在索振动波动控制中对控制器的设计起到重要作用。数值仿真说明了索的垂度对其响应与波传播的影响。     

超大跨组合梁斜拉桥静力非线性影响研究

以主跨1 000 m组合桥面板组合梁斜拉桥试设计方案为背景,采用数值模拟手段,研究了不同的非线性效应对超大跨组合梁斜拉桥动静力性能的影响。采用修正拉索弹模、多段杆单元等手段来模拟拉索垂度效应,与是否考虑梁柱效应及大位移效应相组合,共计算了六种非线性计算分析工况。研究结果表明,对千米级组合桥面板组合梁斜拉桥,斜拉索垂度效应引起的活载非线性效应并不十分显著,引起的结构内力及位移非线性效应误差总体上在5%以内。三种几何非线性影响因素中,梁柱效应最大,大位移效应次之,而拉索垂度效应最小。考虑到几何非线性对结构动力特性有一定影响,总体上,结构振动频率减小,但对斜拉桥颤振临界风速直接相关的一阶扭转频率影响不大,影响幅度不超过2%。     

燕矶长江大桥约束体系设计

燕矶长江大桥为主跨1 860 m双层桥面钢桁梁悬索桥,主缆采用不同垂度四主缆布置,针对该桥结构特点,采用MIDAS Civil软件进行有限元静力计算,采用SAP2000软件进行有限元地震响应计算,对该桥纵、横、竖向约束体系进行设计。通过对比研究中央扣、纵向弹性约束、纵向限位挡块方案的可行性及减少伸缩装置规格的程度,确定采用纵向限位挡块进行纵向限位,伸缩装置规格可由D3 000 mm减小为D2 000 mm;采用电涡流-摩擦组合型纵向阻尼装置减小地震作用下梁端纵向位移,有效抑制梁端高频往复运动,改善支座和伸缩装置工作环境。横向约束采用球型钢支座限制加劲梁梁端横桥向摆动。通过分析梁端支座负反力消除措施适用性,竖向约束采用塔连杆方案,改变传统竖向约束方案的工作模式,更好适应反复的拉压力和纵向高频往复位移。     

西堠门大桥主缆索股调整技术

主跨1 650 m的西堠门跨海悬索桥,主缆长度居国内第一,地处恶劣的沿海季风与台风环境,为确保施工质量需采取稳妥高效的索股垂度调整技术,介绍了大桥主缆索股垂度调整关键施工技术与工艺措施。