自由场爆炸作用下悬索桥整体稳定性的数值分析

基于SAP2000有限元软件建立的悬索桥的有限元模型,通过比例爆距换算,将爆炸荷载等效为一个随时间衰减的冲量载荷,分别对悬索桥在四种爆炸工况下的桥梁整体稳定性进行讨论。计算结果表明,四种工况中,爆炸载荷作用下润扬长江大桥悬索段的最大主索拉力、最大吊缆拉力、最大剪力、最大弯矩均小于该桥的最大承载能力,不引起该悬索桥产生整体失稳破坏。并给出了基于性能的悬索桥抗爆设计的一般步骤,为工程的抗爆设计和预测提供一定的经验和方法。     

碳纤维主缆悬索桥静力性能研究

以润扬长江大桥为背景,基于主缆等强度和等刚度原则,拟定2座等跨度的碳纤维主缆悬索桥,并运用三维非线性有限元理论进行了温度变化、支座位移和车辆荷载作用下的静力特性分析.分析结果表明,与钢主缆悬索桥相比,采用碳纤维主缆后,结构的内力有些增大,但其变形特征基本接近.因此,大跨度悬索桥采用碳纤维主缆是可行的,但主缆截面的确定建议采用等刚度的方法.     

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。     

悬索桥线形与施工控制软件

本文按悬索桥的实际情况将主缆简化为受沿弧长的均布荷载和吊点的集中荷载,主缆在吊索之间的线形为悬链线,在吊点处的线形则根据力平衡条件和变形相容条件加以确定,因此悬索桥的主缆线形为分段悬链线。据此理论建立了一套悬索桥主缆成桥线形和施工过程计算的精确方法,并开发了相应软件。     

应用碳纤维缆索的大跨度悬索桥抗风稳定性研究

为了探讨碳纤维复合材料缆索在大跨度悬索桥中应用的可能性,以主缆等轴向刚度为原则,拟定了一座主跨为1490m的碳纤维复合材料主缆悬索桥,并运用三维非线性计算理论进行了空气静力和动力稳定性分析。通过与同跨度钢主缆悬索桥的比较,讨论了不同主缆材料对大跨度悬索桥抗风稳定性的影响。分析结果表明:大跨度悬索桥采用碳纤维复合材料主缆后,静风作用下结构的变形增大,但其静风稳定性却与钢主缆悬索桥基本接近;由于结构自振频率特别是扭转频率有显著的提高,使得其空气动力稳定性要比钢主缆悬索桥好。因此从抗风稳定性角度而言,大跨度悬索桥采用碳纤维复合材料主缆是可行的,但是主缆截面尺寸的确定应采用等轴向刚度的准则。     

山区悬索桥轨索滑移法施工的关键技术及其装置研发

针对山区的特殊建设条件,提出了悬索桥主梁架设的轨索滑移法施工技术。该方法是利用悬索桥主缆和吊索作承重结构,吊索下端连接吊鞍,吊鞍上支承轨索,利用在轨索上运动的运梁小车输送节段梁,待到达安装位置后,借助缆载吊机进行垂直吊装和安装。以矮寨特大悬索桥施工为背景,介绍了轨索滑移法架梁系统的组成和关键技术,以及核心组件吊鞍、运梁小车和轨索系统等的结构设计和计算分析。对整个架梁系统,介绍了整体缩比模型试验和足尺模型试验的试验方法和试验结果,并总结了实际工程应用情况。通过模型试验和工程应用的研究结果表明:轨索滑移架梁法能快速实现悬索桥的主梁架设,并具有很好的安全性和经济性,具有广阔的应用前景。     

车桥耦合在稳定型悬索桥上的性能

稳定型悬索桥是在普通悬索桥桥的基础上增加了反张索结构,以增加桥整体的稳定性。运用有限元软件分别在稳定型悬索桥和普通悬索桥中,进行移动力、移动荷载质量作用下和1/4弹簧质量车辆模型作用下3种车桥耦合的有限元分析,得出相应的位移响应图和加速度响应图。得出稳定型悬索桥在刚度和稳定性方面更加优于普通悬索桥,为稳定性悬索桥的分析研究提供一定的参考价值。     

抗风缆对玻璃桥面人行悬索桥动力特性和舒适度影响分析

玻璃桥面人行悬索桥整体结构较柔,高空桥梁振动和透明的玻璃易使人产生恐惧感,设置抗风缆是提高桥梁稳定性的必要措施。依托某新建的玻璃桥面人行悬索桥,运用有限元软件从结构的动力特性和振动舒适度两方面对设置和不设置抗风缆两种情况进行建模分析。结果表明:设置抗风缆可以增加结构刚度,提高玻璃桥面人行悬索桥各关键振型的频率。该桥梁的舒适度分析满足英国BS 5400规范要求,设置抗风缆对桥梁的竖向振动和舒适度没有显著的作用。     

北京水长城景观悬索桥施工技术综述

北京水长城景观桥是一孔75m柔性悬索桥,全桥共布置主缆2根,索鞍4套,索夹及吊杆46套,抗风缆2根。主要介绍景观悬索桥主缆架设施工技术,了解景观悬索桥的施工特点、施工方法及施工要点,希望对类似悬索桥工程有借鉴意义。     

大跨悬索桥成桥状态初始构形及内力的确定方法

悬索桥结构分析的首要问题是如何确定成桥状态时缆、索、梁的空间位置(即成桥状态初始构形)和缆、索构件的内力(即单元初应变)。基于通用有限元程序,本文先用悬链线公式给出主缆的近似位置,然后通过对结构进行拆分、组合的分析过程,详细地给出了悬索桥成桥状态初始构形和缆、索内力的确定方法。对于单跨悬索桥的边跨,根据其主缆水平分力与中跨相等的原则,用悬链线公式即可给出主缆线形。最后,本文对润扬悬索桥的成桥状态进行了计算确定,并与竣工实测数据进行了对比。对比分析表明,计算结果与实测结果较为一致,本文方法具有很好的工程应用价值,可为同类大跨悬索桥的计算分析提供有益的参考。     

悬索桥空缆线形计算

系统地阐述了悬索桥空缆状态线形分析的数值分析法和非线性有限元分析法。通过对不同跨径悬索桥的分析,得出将数值分析法和非线性有限元法相结合的方法,既能快速求出悬索桥的空缆线形,又能在精度上满足工程的要求。     

刚性索悬索桥的动力性能研究

本文以一座主缆跨中锚固的刚性索自锚式悬索桥为工程背景,采用商业有限元分析软件MIDAS／CIVIL为分析工具,对这种悬索桥的动力性能进行了分析,分析结果表明该桥的动力性能同其他悬索桥的振动频率相比各阶频率相对较高,说明该桥整体刚度较大     

基于Midas的悬索桥倒拆分析方法探讨

在悬索桥的设计及实际施工中,确定悬索桥空缆状态及各个施工阶段的状态是至关重要的。因此,需对悬索桥进行倒拆分析,以确定空缆状态下的主缆线形及相关受力状态。本文结合具体实例,确定成桥状态,利用桥梁结构有限元分析软件Midas Civil建立悬索桥分析模型,考虑几何非线性影响,进行悬索桥的倒拆分析,确定空缆时的结构状态,总结相关结论,为类似悬索桥的设计和施工提供参考依据。     

一座悬索桥扩建为斜拉悬吊桥的关键技术分析

悬索桥作为一种特殊的桥型,使用性能主要依赖于悬索桥主缆及悬吊系统的功能和耐久性。所以对悬索桥的维修加固,也要因桥而异,不断探索新的方法。通过对大连市1座地锚式悬索桥的拓宽改造,利用有限元软件进行计算分析,力争寻求一种切实可行、经济节省且不破坏原悬索桥结构的拓宽改造方案,为以后同类工程的实施提供参考。     

悬索桥主塔结构的有限元模拟方法研究：2.模型修正与验证

本文在文献[1]建立的润扬悬索桥主塔的初始有限元模型基础上,采用基于灵敏度分析的模型参数修正方法,结合主塔动力特性的测试结果对主塔的初始有限元模型进行了动力修正。通过三种修正方案的比较,可以看出考虑梁柱节点刚域的影响以及修正参数的上、下限值约束的修正方案最可行。修正后的润扬悬索桥主塔模型能全面、正确地反映主塔结构的动力特性,可作为主塔结构健康监测与安全评估的基准有限元模型。     

大跨径悬索桥主缆成桥线形计算方法研究及应用

悬索桥以其跨越能力大、结构形式简单及经济性能好等特点,在大跨径桥梁结构中得到广泛应用。主缆是悬索桥结构体系中的主要承重构件,主缆线形的计算在悬索桥设计与施工控制中具有十分重要的意义。通过研究大跨径悬索桥主缆线形的计算方法,以普立大桥为依托工程,采用有限元方法,建立有限元计算模型,计算结果为工程实际提供重要的指导作用。     

悬索桥主塔结构的有限元模拟方法研究：1．初始模型

在有限元模型误差来源分析的基础之上,以润扬悬索桥主塔结构环境振动测试结果为基准,提出了分层次分阶段的修正主塔结构有限元模型的方法。首先依据设计图纸建立最初的有限元模型,经过模型阶次误差分析和结构误差分析之后,确定了主塔各构件单元划分的数目和梁柱节点刚性区域的模拟方法。在此基础之上,文献[1]将进一步对本文所建立的初始有限元模型进行参数误差的修正,从而最终建立润扬悬索桥主塔结构的基准有限元模型。     

筒网状空间缆索体系的平拉式人行悬索桥的探讨

本文依据超大跨径平拉式人行悬索桥的抗风稳定性要求,提出一种筒网状空间缆索体系的平拉式人行景观悬索桥的结构体系,将传统平拉式悬索桥的平行主缆,改进为分散的单叶双曲面空间缆索,提高其自振扭转频率和扭弯频率比。结合西藏某峡谷200m人行景观悬索桥,进行工程参数设计,建立Midas有限元分析模型,开展动力模态分析研究,验证筒网状平拉式人行景观悬索桥抗风稳定性的优越性。     

悬索桥主缆成桥线形的计算方法

为了准确地计算悬索桥主缆的成桥线形和无应力索长,采用悬链线单元建立了确定悬索桥主缆线形和无应力索长的计算公式;对计算悬索桥主缆线形的非线性方程组采用Newton-Raphson方法求解,并详细地讨论了吊杆力的计算及悬索桥主缆线形和无应力索长的计算过程;最后通过算例验证了该方法的有效性、计算精度和稳定性,并将计算结果与其他文献方法的计算结果进行了比较。分析结果表明：该方法具有计算过程简洁和计算精度高的优点。     

中小跨径悬索桥主缆线形简化计算方法研究

悬索桥主缆线形的计算在悬索桥设计与施工控制中具有十分重要的意义,针对精确的计算理论在有限元迭代计算中难以收敛和耗费大量计算时间的缺点,考虑到中小跨径悬索桥的小垂度主缆的特点,给出不同重力刚度下索单元与梁单元相互转化的理论依据,从理论上保证了在主缆线形计算中采用梁单元模拟主缆的可行性;介绍了梁单元几何非线性计算的基本原理与基本方法,并通过固镇县浍河二桥主缆线形计算验证了方法的可靠性。实际计算结果表明,对于中小跨径悬索桥主缆线形所采用的这种简化计算方法,具有计算速度快、算法稳定、易于收敛的优点。