车振荷载下悬索桥加劲梁损伤识别研究

悬索桥服役一段时间以后,由于在车振荷载的作用下,造成主要构件加劲梁抗弯刚度的削弱进而导致结构损伤。本文对悬索桥的主要构件加劲梁进行分析,利用损伤结构柔度差值曲率的变化对其进行损伤识别。     

特大型悬索桥结构健康监测数据分析与评估

由于跨度长,外形优美,特大型悬索桥已成为大桥建设的首选结构。悬索桥一般由箱梁、主缆、吊索构成,每种结构都承载着不同的荷载,这些结构构件在长期的荷载作用下会产生结构损伤,对这些关鍵构件进行结构健康监测,有助于发现结构损伤,对大桥的管理运营具有重要的参考价值。文章对实际运营的桥梁箱梁、主缆以及吊索的振动进行了监测,对其监测数据进行了分析和评估,有助于及时判断桥梁的结构健康状态。     

悬索桥施工期抗风性能及控制研究进展

大跨径悬索桥施工期尚未形成最终的结构体系，暂态结构的刚度较小，强风作用下的抗风安全性和舒适性已成为影响悬索桥安全顺利架设的关键问题。针对风荷载的特点及大跨径悬索桥施工期暂态结构的组成，分别对风荷载的模拟问题以及桥塔、猫道、缆索和加劲梁等施工期暂态结构抗风性能及控制的国内外研究现状进行了总结，同时提出了亟待解决的问题。     

吊缆失效时悬索桥整体稳定性的数值分析

基于SAP2000有限元软件建立了润扬长江大桥南汊悬索桥的有限元模型。采用构件移除法,对悬索桥吊缆受袭后悬索桥的整体稳定性进行讨论。计算结果表明,10根吊缆失效后,润扬大桥局部加劲梁达到承载能力极限;相邻的40根吊缆同时拆除后,其剩余吊缆在自重作用下连续拉裂破坏,桥梁失稳倒塌破坏,为悬索桥遭受偶然荷载后的整体稳定性设计提供了一种预测方法。     

地震作用下大跨度悬索桥纵向破坏模式研究

地震作用下结构破坏模式研究是合理保证结构震后安全性的基础,而目前对大跨度悬索桥破坏模式的研究还很少。在大跨度悬索桥中,主缆、加劲梁、吊索等构件组成柔性悬吊体系一般采用钢结构,而主塔为核心支撑构件,且目前在我国修建的大跨度悬索桥中,基本都是门式或框架式的钢筋混凝土桥塔。因此,地震破坏模式的研究重点为大跨度悬索桥的钢筋混凝土桥塔。借助大型有限元分析程序,以润扬大跨度悬索桥的设计方案为背景,对地震作用下大跨度悬索桥纵向破坏模式及其特征展开探讨,发现其桥塔地震破坏模式为具有同时性特征的双塑性铰破坏模式,此失效模式表明此时塑性铰依次形成机制不存在,其屈服后的塑性性能是否能如中小桥梁一样被大幅利用以及如何利用,应由桥塔的塑性动力稳定决定。     

悬索桥抗爆分析的展望

近年来,爆炸荷载引起的桥梁结构损伤事故频发,确保桥梁结构在爆炸荷载作用下的安全性日益重要。综述了桥梁结构爆炸荷载的种类和特点,介绍了不同桥梁结构动态响应分析方法,着重指出了数值模拟分析的优势。在此基础上,结合既有桥梁结构抗爆分析的研究成果,指出了现有研究存在的不足,提出了采用大型通用有限元软件对悬索桥进行数值模拟分析的策略,为进一步研究悬索桥在爆炸荷载作用下的动态响应和损伤机理打下基础。     

斜风下大跨度悬索桥颤振稳定性研究

为确保斜风作用下大跨度悬索桥的抗风稳定性,采用考虑静风效应和全模态耦合影响的斜风下大跨度桥梁三维精细化颤振分析程序,以润扬长江大桥南汊悬索桥为工程背景,在0°和±3°初始风攻角下,分析了斜风下成桥状态和加劲梁从跨中向两侧桥塔对称架设全过程的颤振稳定性,并揭示了斜风作用和静风效应对成桥和施工状态大跨度悬索桥颤振稳定性的影响。结果表明：悬索桥成桥和施工状态的颤振临界风速随着风偏角的增加呈现波动起伏变化特征,且主要在斜风情况下达到最低值;斜风作用和静风效应不会影响悬索桥施工期颤振稳定性的演变规律,但会显著降低悬索桥成桥和施工状态的颤振稳定性;斜风作用使得成桥和施工状态颤振临界风速的最大降幅平均值分别达到了8.0%和19.6%,而斜风和静风的综合效应则进一步劣化悬索桥成桥和施工状态的颤振稳定性,最大降幅平均值分别达到了11.5%和22.4%,因此大跨度悬索桥成桥尤其是施工状态的颤振稳定性分析必须考虑静风和斜风综合效应的不利影响。     

再度研究设计应用钢板梁悬索桥

结合柳州红光大桥工程实际介绍钢板式加劲梁悬索桥的设计研究及应用实践腈况，这是继40年代美国塔科玛板式加劲梁悬索桥风毁事故以来，国际上首次再度设计应用的桥型。     

车辆火灾下大跨径悬索桥抗火性能研究

为了研究不同车辆火灾规模下大跨径双层悬索桥的抗火性能,以主跨2 180 m的特大跨径双层悬索桥为研究对象,首先利用火灾动力学软件FDS建立悬索桥热分析模型,研究不同火源功率、火源位置、环境风向等因素对双层悬索桥的温度分布规律的影响,得到悬索桥关键构件温度-时间关系曲线。然后,利用有限元软件ABAQUS开展双层悬索桥热-力耦合数值仿真分析,选取高温下钢材及高强钢丝热工参数,研究悬索桥吊杆、加劲梁、桥面板的高温力学性能时变特征,对比不同环境风速、桁架高度、火源特性及位置等工况下双层悬索桥结构应力、变形及构件损伤行为,确定特大跨径双层悬索桥抗火关键部位及其耐火需求。最后,基于数值模拟结果,初步提出了双层悬索桥结构防火设计建议。结果表明：受火桥段的应力发展及失效位置与火源位置、功率及环境风向密切相关。当车辆起火位置位于桥梁下层时,由于桥面铺装隔热作用,下层结构受火灾影响较小。而热气流致使上部结构温度明显高于下部,火源附近的上层纵横梁、桥面板和吊杆等构件温度快速上升。由于钢材热膨胀效应,导致构件快速升温膨胀,膨胀时受到周围杆件的限制,导致压应力逐步增加。（1）火源位置：当火源位于横桥向中间车道,高应力区域集中在非机动车道上层纵横梁及桥面板。当火源位于横桥向非机动车道时,火源附近的上层桥面板发生强度破坏。（2）火源功率：随着火源功率增加,火场对桥梁高温影响效应增强,关键构件温度均逐渐增大,高温影响范围变大。火源功率为30 MW,在6 000 s内未发生强度破坏;火源功率为100 MW,其耐火时间为653 s;火源功率为200 MW,其耐火时间为413 s。可以看出,随着火源功率增大,桥梁结构耐火时间显著降低,最大降低可达93.11%。（3）环境风向：当火源位于横桥向应急车道,在外向风作用下,与两侧桁架相连的上层桥面板发生强度破坏;在内向风作用下,非机动车道附近的上层桥面板发生强度破坏。在内向风作用下受火桥段耐火时间为528 s,与外向风工况下相比,其耐火时间增加了3.0%。针对车辆火灾下大跨径双层悬索桥,应根据受火结构危险性进行抗火等级划分,并按等级进行分级抗火防护设计。     

长跨柔性悬索桥风致抖振响应分析

以某主跨500 m的大跨度悬索桥为工程背景,对长跨柔性悬索桥在脉动风荷载作用下的抖振响应进行了分析和计算,得到了一些有借鉴性的结论。模态分析表明,大跨度悬索桥的自振频率较低,为典型的风敏感柔性结构。当同时考虑抖振力和自激力时,根据极值理论可以得到悬索桥主梁的抖振位移响应极值,结果表明,竖向、水平和扭转方向的最大抖振位移响应极值均发生在主跨跨中处,且数值较大,在结构设计中不容忽略。     

大跨钢桁加劲梁气动弹性模型的设计方法

全桥气动弹性模型试验对于大跨径桥梁的抗风设计和施工具有重要的指导意义,目前,气动弹性模型的设计中对于加劲梁刚度的模拟,通常是采用金属芯梁的方法,这种方法适用于箱梁结构.而对于桁架这种结构,由于芯梁在一定程度上影响风的绕流状态,会导致较大的偏差.本文提出在主梁弦杆上用4个"U"形弹性元件把各个梁段连接起来,通过弹性元件的变形来模拟主梁的刚度,大大地降低了模型附加设施对气动力的影响.以坝陵河大桥为例,介绍了大跨钢桁加劲梁的气动弹性模型的设计.     

自锚式悬索桥主缆架设施工技术

江阴市新沟河大桥主桥为双索面钢筋混凝土自锚式悬索桥,主梁采用5跨连续预应力钢筋混凝土加劲梁形式。作为自锚式悬索桥,其施工工艺为先梁后缆,将主缆锚固于成型的主梁上,利用主梁来抵抗水平轴力;而主缆则通过吊索传递、承担着桥梁上部结构的全部恒载和使用期的全部活载。由于主缆架设线形对悬索桥结构的几何形状有着强烈的敏感性,其架设线...     

Response of suspended beams due to moving loads and vertical seismic ground excitations

In this paper, the vibration of a suspension bridge due to moving loads of equidistant, identical forces and shaken by vertical support motions caused by earthquake is studied. The suspension bridge is modelled as a single-span suspended beam. To conduct the beam vibration with time-dependent boundary conditions, the total response of the suspended beam is decomposed into two parts: the quasistatic component and the dynamic part based on the decomposition method. Since the quasi-static component of the suspended beam under the static action of multiple support motions has been obtained analytically, the remaining dynamic part can be solved using Galerkin’s method. The numerical results indicate that the contribution of higher modes on the maximum acceleration of the suspended beams to moving loads will become significant as the propagation effect and multiple support motions of seismic waves in the subsoil of bridge supports has been taken into account.     

桃花峪黄河大桥主桥工程上部结构施工关键技术

悬索桥因其跨越能力强,应用广泛。但与地锚式悬索桥相比,自锚式悬索桥加劲梁受力更复杂。因为通常要按"先梁后缆"顺序施工,故周期长,技术难度更大。桃花峪黄河大桥主桥为(160+406+160)m3跨自锚式悬索桥,为目前国内最长的自锚式悬索桥。结合武(陟)西(峡)高速公路桃花峪黄河特大桥主桥工程实例,简要介绍了在特殊结构与复杂环境条件下该桥上部结构施工关键技术,包括主塔、钢箱梁、主缆和吊杆安装与体系转换等。     

悬索管道桥抗风性能的试验研究

以野山河悬索管道桥设计方案为背景,试验研究了该桥的抗风性能,指出试验研究的内容有加劲梁节段模型测力、加劲梁节段模型测振风洞试验以及全桥气弹模型风洞试验,三个试验研究结果表明,野山河悬索管道桥有着良好的抗风性能。     

厦门海沧大桥钢箱梁的装配焊接

厦门海沧大桥是３跨连续全悬浮钢箱加劲梁悬索桥。叙述了该桥钢箱梁节段的制作、工地焊接和装配焊接质量控制。     

大跨度桥梁随机风场的模拟

本文针对用于大跨度桥梁抖振时域分析的随机风场和Davenport相干函数的特点,对模拟多变量平稳随机过程的谐波合成法进行了改进.文中直接导出了互谱密度矩阵S(ω)的Cholesky分解的显式表达式;在不失精度的前提下,适当减少了部分余弦项;同时在模拟中运用了FFT技术,从而简化了计算过程,提高了计算速度.文章最后利用改进后的方法模拟了跨度为1000m的一座悬索桥的主梁随机风场,验证了方法的有效性.     

方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点的受力性能分析

基于方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点抗震性能试验,利用通用有限元软件ABAQUS建立试验中4个试件的有限元模型：核心混凝土采用ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型,该模型考虑了混凝土在反复荷载下的刚度退化.通过对模型的荷载-位移全过程分析,将计算结果与试验结果对比可知,两者吻合较好,说明用该模型进行方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点的全过程分析是可行的.此外,用该模型分析了不同参数对此类节点荷载-位移曲线的影响规律,可为设计提供依据.