多塔斜拉桥抗震减震性能的研究现状综述

经过长期的发展,多塔斜拉桥独特的力学性能已经越来越受重视。文章主要介绍了国内外针对斜拉桥抗震及减震性能的研究概况;讨论增大主要构件刚度、设置辅助墩、设置塔间加劲索等各种措施对提高多塔斜拉桥体系刚度的影响。     

CFRP拉索斜拉桥的静力特性分析

采用CFRP斜拉索将是解决钢拉索的疲劳、腐蚀问题的根本途径,是提高斜拉桥跨越能力的途径之一.在阐述斜拉桥几何非线性的各影响因素的基础上,通过具体算例分析了CFRP拉索斜拉桥的非线性各因素的影响量,并与钢拉索斜拉桥进行对比.鉴于CFRP的线膨胀系数远小于钢材或混凝土的线膨胀系数,计算了四种不同结构体系的CFRP拉索斜拉桥和钢拉索斜拉桥在温度荷载下的静力反应,并进行了对比.     

CFRP拉索斜拉桥的静力特性分析

采用CFRP斜拉索将是解决钢拉索的疲劳、腐蚀问题的根本途径,是提高斜拉桥跨越能力的途径之一.在阐述斜拉桥几何非线性的各影响因素的基础上,通过具体算例分析了CFRP拉索斜拉桥的非线性各因素的影响量,并与钢拉索斜拉桥进行对比.鉴于CFRP的线膨胀系数远小于钢材或混凝土的线膨胀系数,计算了四种不同结构体系的CFRP拉索斜拉桥和钢拉索斜拉桥在温度荷载下的静力反应,并进行了对比.     

部分斜拉桥斜拉索设计

部分斜拉桥的斜拉索体系无论从构造设置和受力性能来看均类似于体外索结构,索鞍相当于体外预应力索的转向点。为了充分利用矮塔的有效高度,形成适合该结构特点的斜拉索体系构造,其构造和受力性能不同于一般斜拉桥。以茜草长江大桥为工程背景,介绍了部分斜拉桥斜拉索索体、主梁上和塔上的锚固方式,研究了部分斜拉桥斜拉索的静力强度和由活载引起的疲劳强度。     

多塔斜拉桥结构体系刚度和抗震性能研究进展综述

对多塔斜拉桥国内外应用进行了概述,从优化桥跨布置、边跨设置辅助墩、增加塔间加劲索、采用刚性桥塔、采用刚性铰五方面,分析了多塔斜拉桥体系刚度的研究进展,并介绍了其抗震性能的研究进展,为今后同类工程提供参考。     

设置加劲索的三塔两跨悬索桥静力性能的渐进方法

设置加劲索的多跨悬索桥属于新型悬索桥结构体系,需要展开深入研究。基于结构力学位移法和渐近法提出了多塔多跨悬索桥静力分析的渐进方法的概念、方法和步骤,最后给出设置加劲索的三塔两跨悬索桥的一个算例,并与有限元方法的结果进行了对比分析。结果表明:渐进方法的计算结果与有限元法有良好的一致性,最大误差为19.68%,满足概念设计小于20%的要求,渐进法适用于三塔两跨悬索桥及多塔多跨悬索桥结构初步设计分析。     

列车荷载作用下铁路斜拉桥索-梁相关振动研究

为了研究大跨度铁路斜拉桥的索-梁相关振动,基于拉索非线性振动理论,开发了有限元索动力单元,该单元在静力计算中为普通直杆单元,动力特性计算中可以计算拉索局部自振频率,动力时程计算中可以计算拉索非线性振动与整体结构振动的相互作用;编制了计算程序,建立了大跨度铁路斜拉桥有限元模型,同时使用索动力单元模拟斜拉索,最后研究了列车通过斜拉桥时梁、塔的带动下拉索发生索-梁相关振动的特性。结果表明:对于大跨度铁路斜拉桥,列车在设计速度范围内通过桥梁时索-梁相关振动不会导致拉索产生大幅振动。     

拉索对斜拉桥体系面内弯曲频率的影响分析

本文在推导斜拉桥体系面内弯曲频率的基础上 ,引入斜拉桥体系拉索影响系数 ,反映斜拉桥体系的拉索对面内弯曲频率的影响 ,通过斜拉索影响度的概念 ,定量分析拉索对斜拉桥体系弯曲频率影响的相对量值。通过对 4座斜拉桥体系的对比分析 ,证明用斜拉索影响系数及斜拉索影响度的概念可以更直观反映矮塔斜拉桥与常规斜拉桥动力性能的差异。本文的结论对认识矮塔斜拉桥与常规斜拉桥二者的受力特性有一定的参考意义。     

OVM250钢绞线斜拉索锚固系统可靠性研究

随着现代大跨度斜拉桥的发展,钢绞线斜拉索采用现场制索,具有无需大型制索、运输、吊装和张拉牵引设备、拉索的整体防护性能优越等优势,已越来越受到设计者的青睐。钢绞线斜拉索作为斜拉桥的承重构件,堪称斜拉桥的生命索,其可靠性是决定斜拉桥安全可靠的关键因素之一。文章主要介绍了OVM250钢绞线斜拉索体系设计改进过程中对拉索锚固系统的可靠性研究,通过有效提高拉索锚具组件的疲劳性能的设计手段,对拉索锚固单元进行优化设计,保证拉索锚具组件的安全可靠,通过OVM250-139拉索锚具组件的疲劳试验,进一步验证了OVM250钢绞线拉索体系优异的抗疲劳性能。     

多塔斜拉桥大吨位拉索施工关键技术研究

为研究多塔斜拉桥大吨位斜拉索安装中的相关问题,依托某实际桥梁工程,阐述该桥梁大吨位斜拉索安装施工工艺,然后对锚具安装、斜拉索挂索、张拉和调索等施工要点进行研究。结果表明该大吨位斜拉索结构承载能力完全满足要求,安装过程中应严格遵守施工要求,保证拉索和工具完好。     

斜拉桥空间有限元精细化建模技术研究

斜拉桥是桥梁结构中比较复杂的一种,由于有塔墩和斜拉索的作用,结构处于高次超静定状态。斜拉桥结构分析以往大多采用平面杆系模型或三维梁格单元模型,很少有人采用索单元和三维实体单元建立斜拉桥全桥模型进行结构分析。采用梁格单元模型分析斜拉桥无法准确模拟主梁抗扭刚度、剪力滞、偏心荷载作用等,在做斜拉桥荷载试验时很难获得全桥任意车列荷载作用下,空间位置测点的理论计算结果。本文将详述利用交通部公路科学研究院开发的桥梁检测分析系统QLJC建立斜拉桥的索单元和实体单元组合的精细化斜拉桥有限元全桥模型,其中拉索用2节点索单元离散,主梁和塔墩用实体单元离散,拉索、主梁和塔墩单元之间通过节点位移约束方程连接。采用的实体单元是12节点等参元,它更适合于桥梁这种横向尺寸小纵向尺寸大的细长结构,这是一种切实可行的斜拉桥空间分析方法。本文给出了一些动静力分析的结果。     

碳纤维拉索试验桥的有限元模型研究

本文以国内首座碳纤维拉索试验桥为研究对象,主要研究了碳纤维拉索斜拉桥空间有限元模型建立中的一些基础性问题。通过选取不同的单元类型,建立了三种全桥有限元模型。然后将有限元模型的分析结果与该桥静载试验的结果进行了对比。结果表明,三种模型的精度均能满足工程要求,其中壳单元模型要优于其余两种模型,具有较高的求解精度和求解效率。     

材料非线性对独塔斜拉桥静力分析的影响研究

综合考虑几何及材料非线性的影响,利用有限元分析软件ANSYS,建立了吉林市临江门独塔斜拉桥实体单元有限元模型,对斜拉桥关键部位进行了非线性静力分析,结果表明,考虑材料非线性影响后塔梁固结处及主梁的应力和位移平均增大10％,索应力最大相差20％,因此对于中小跨度斜拉桥应考虑材料非线性的影响。     

李萨如曲线拱肋的斜拉飞燕拱人行景观桥设计

针对超大跨径的曲线形人行景观桥的需求,提出一种双幅曲线形桥面的李萨如曲线拱肋飞燕式斜拉拱桥,其平面正投影为李萨如曲线图形,拱肋侧立面为飞燕式斜拉拱造型,钢管混凝土飞燕式斜拉拱肋上安装下部拱脚拉索和拱肋间上部空间缆索,形成自平衡结构体系,浮运拖拉过河,安装主拱吊索和尾部斜拉缆索,悬吊双幅曲线形桥面和中央圆环形观光平台,多组空间缆索协同工作,优势互补。结合实际工程,进行参数设计,建立MIDAS有限元模型,进行内力计算、动力模态分析和稳定性分析研究,验证其结构性能的合理性。     

独塔斜拉桥的空间杆系结构研究

部分斜拉桥是由多根斜拉索、塔、梁和墩通过杆件相互联结共同组成的空间杆系结构,本文通过对某部分斜拉桥的空间杆系结构的研究,运用ANSYS软件构建部分斜拉桥的空间杆系结构模型。根据该桥最不利的横向载荷工况,对该桥空间杆件结构进行静力载荷分析,进一步验证该部分斜拉桥的空间杆系结构的稳定性     

桥梁试验的结构空间有限元分析—桥梁荷载试验分析系统BLT的研究

桥梁荷载试验分析系统BLT是针对桥梁检测试验分析开发的专用软件,能够建立桥梁结构空间有限元模型,运用实体单元和空间梁格法进行静动力试验分析,试验荷载效率计算,查取测点位置的应力和位移理论计算值等。该系统是桥梁检测工作的辅助工具,也可分析宽、弯、斜拉桥梁等空间受力状态。本文详细介绍该系统的整体构思特点、计算原理以及实桥应用算例等。     

基于斜拉式人行天桥荷载试验的有限元分析

以某斜拉式钢结构人行天桥结构为研究对象,对其进行了静载试验和有限元分析,得出以下结论:墩柱位置出现压应力,而梁中部则出现拉应力;在最不利形式试验荷载工况下,实测桥墩处箱梁两端压应变最大,在试验荷载作用下主梁、墩塔和索塔的截面应力实测值均小于理论计算值,应力校验系数小于1.0,说明结构强度满足设计要求,在试验荷载下有一定安全储备,结构安全可靠;有限元分析能有效运用于斜拉式钢结构天桥的整体结构安全评价中。     

考虑时变因素修正的混凝土斜拉桥换索前初态模型

为准确掌握混凝土斜拉桥换索施工前的索力和主梁受力状态,建立的换索施工前的初态分析模型,需要对其运营期间混凝土收缩徐变、预应力索应力松弛、恒载性超载等因素产生的影响进行评估。而混凝土弹性模量、徐变、收缩及预应力筋松弛等因素具有与时间历程和应力历史紧密关联的材料非线性特征,采用有限元增量分析是合理的选择。为此,在时间历程划分的基础上,推导了考虑材料徐变、松弛、收缩影响的弹塑性有限元求解方程,建立了时间增量步内单元计入徐变、收缩、松弛影响的数值函数表达式,给出了斜拉索损伤刚度修正的具体措施和恒载性超载影响计入的分析方法,建立的初态模型分析技术进一步改善了混凝土斜拉桥运营期的桥梁状态评估方法。     

碳纤维索(CFRP)斜拉桥的抗震性能分析

为研究特大跨度碳纤维索(CFRP)斜拉桥的抗震性能,以主跨为1700m的钢斜拉桥为例,运用三维非线性有限元理论进行抗震性能分析。分析结果表明,特大跨度斜拉桥采用碳纤维索后:(1)减小了桥梁的最大内力值,改善了结构的受力状态;(2)桥梁的变形特征基本接近。因此,从抗震性能方面考虑,特大跨度斜拉桥采用碳纤维索是可行的,斜拉索截面的确定建议采用等刚度的方法。