单索面斜拉桥薄壁钢箱梁受力研究

介绍了单索面斜拉桥薄壁钢箱梁体系剪力滞后效应的研究现状,并列举了剪力滞分析方法。结合一实际斜拉桥荷载试验,分析了单索面斜拉桥体系下薄壁钢箱梁的整体受力性能,通过实测数据与有限元计算结果对比分析,结果表明:塔端位置处截面剪力滞后效应不明显,而跨中截面处主梁剪力滞效应则非常突出;实测主梁抗扭性能满足要求。     

部分斜拉桥主梁剪力滞效应研究

研究了PC部分斜拉桥在拉索索力作用下箱梁截面受力特性,并分析了箱梁顶板宽度以及腹板刚度变化对PC部分斜拉桥主梁截面剪力滞效应的影响,总结出相应规律以供相关人员参考。     

斜横梁索梁锚固的斜拉桥主梁剪力滞分析

采用通用有限元ANSYS软件,研究某单塔单索面、斜横梁索梁锚固的斜拉桥主梁剪力滞效应,分别计算了箱梁顶板和底板的剪力滞系数,分析了斜拉索索力对主梁剪力滞的影响,计算结果可为同类型桥梁设计提供参考.     

斜拉桥肋板式主梁设计

针对双肋板式主梁结构形式在斜拉桥中的广泛应用,结合忠县长江大桥肋板式主梁结构特点,重点介绍了主梁设计要点以及结构分析计算等,以完善斜拉桥肋板式主梁设计,为同类型桥梁设计提供一定借鉴。     

概念设计阶段评定斜拉桥结构形式的方法研究

通过研究斜拉桥的受力特点,分析在均布荷载作用下该桥型的荷载效应,提出拉索与主梁活荷载比值的概念。利用简支梁挠度计算理论,推导了拉索与主梁在均布荷载作用下的荷载比。通过有限元软件与推导的简化公式计算结果进行对比,表明该简化计算公式计算精度能满足斜拉桥概念设计阶段的要求。经计算分析国内外已建成的斜拉桥索梁活载比可知,活载比能正确地表征斜拉桥的结构特性,对于斜拉桥的结构特性研究具有一定的指导意义。     

混凝土斜拉桥主梁剪力滞研究

针对处于压弯状态的混凝土斜拉桥主梁剪力滞效应问题,从新的角度指出剪力滞系数是弯矩和轴力分别产生的剪力滞系数的叠加,其大小与断面所受的弯矩与轴力的比值有关,并给出了剪力滞系数随弯矩轴力比变化的分布规律.采用平面与空间分析相结合的方法,研究了漂浮体系混凝土斜拉桥主梁剪力滞系数分布规律,指出:主梁剪力滞系数主要受轴力影响,并随着轴力的增大而趋于1;当活载弯矩占总弯矩的比例较大时,总剪力滞系数将向弯矩剪力滞系数靠拢,由此导致主梁不均匀应力将很大.设计时应引起注意.     

剪力滞对斜拉桥中Π形主梁弯曲刚度影响分析

按实际施工动态过程分析剪力滞对Π形结合梁斜拉桥中主梁弯曲刚度的影响。基于能量变分法引入简化的剪力滞翘曲位移函数,导出一种可以考虑剪力滞与Π形结合梁弯曲刚度耦合影响的实用梁单元。该方法每节点采用两个剪力滞自由度,可以处理斜拉桥中集中弯矩引起的剪力滞位移边界条件突变和施工动态过程中荷载和剪力滞位移边界条件不断变化的问题。结合某Π形结合梁斜拉桥进行数值分析并与实测数据比较,验证了本文方法的有效性与准确性。研究表明,剪力滞效应使斜拉桥中主梁的抗弯刚度减小,且在悬臂施工阶段比成桥阶段的影响更大;相对于简支箱梁和连续箱梁而言,剪力滞对Π形结合梁斜拉桥主梁弯曲刚度的影响相对小一些,在悬臂施工阶段其对中跨的影响约为2%~7%,对边跨的影响约为3%~12%。     

斜拉桥的形变控制

斜拉桥在当前桥梁工程中的运用十分广泛。然而由于斜拉桥的跨越能力大、桥面承受的压力也比较大,容易出现桥梁主梁结构形变等质量问题。斜拉桥结构出现变形问题不仅影响到整个桥梁的结构性能和安全性能,还影响到人们的日常出行以及交通运输业的安全性。因此研究斜拉桥的形变问题十分重要。文章首先分析概述了斜拉桥的基本概念以及影响其主梁纵向变形的主要因素,其次分析了宽体肋板式主梁的变形不协调的具体表现,最后提出了斜拉桥形变控制措施,以供同行参考。     

不同计算模型下大跨度斜拉桥静动力对比分析

以某大跨度跨海斜拉桥为研究对象,介绍了索塔、斜拉索、桥面系和边界条件的有限元建模方法。索塔和斜拉索采用相同的建模方法,桥面系采用了单主梁模型、三主梁模型及梁板组合模型3种不同的建模方法。列出了该桥梁静力位移、主梁应力状态的计算结果。通过对计算数据的比较,指出了3种有限元模型计算结果的差异,并对造成差异的原因进行了分析。将3种计算模型的前12阶频率与实测频率进行对比,得出采用梁板组合模型的结果更精确,而单主梁模型与三主梁模型的模拟方式在一定意义上是等效的。     

斜拉桥损伤分析

通过搜集和整理斜拉桥的病害及其成因分析资料,总结了斜拉桥结构中拉索损伤、主梁损伤、索塔损伤及附属结构损伤的产生原因,得出斜拉桥最容易损伤的部位是斜拉索,然后依次是主梁、索塔的结论。     

预制拼装式混合梁钢混结合段设计研究

荆岳长江公路大桥主桥为主跨816m双塔不对称混合梁斜拉桥,主梁钢混结合段采用带钢格室的部分连接填充混凝土形式。该文主要是对钢混结合段连接形式进行分析比选,对结合段细部构造如承压板、剪力键、钢格室、预应力筋等合理构造进行分析研究,最后通过受力计算分析,验证预制拼装式混合梁的安全性。     

学府路斜拉桥结构设计与静力分析

学府路斜拉桥采用主跨160m的独塔空间双索面斜拉桥结构,主梁采用PK断面扁平钢箱梁,主塔采用钢筋混凝土桥塔,桥宽46.1~57.5m,是目前国内宽度最大的独塔钢箱梁斜拉桥。对学府路斜拉桥的结构设计和静力分析进行了总结,可为类似工程的设计提供参考。     

不对称斜塔斜拉桥的受力和设计分析研究

斜塔斜拉桥是一种概念较新的桥梁结构形式,其独特之处在于倾斜的桥塔、轻盈的主梁、优美的外形,但是结构的不对称性导致其受力复杂、施工难度大。本文结合一有背索、跨径不对称、拉索不对称的斜拉桥的工程实例,通过对其静力力学模型分析,可知此类斜拉桥既要关注桥梁的整体平衡,也要关注主梁、主塔结构的局部平衡。通过对张拉索力和施工阶段分析的总结,可知刚性支撑连续梁法初估索力时只顾及了梁的受力,而忽略了塔的受力,要结合主梁、主塔的平衡条件对成桥索力进行调整才能得到合理的成桥状态。通过主塔、主梁的设计分析,得出桥梁的预应力布置、主梁截面形式、拉索的施工步序应依据施工阶段分析中主梁与主塔的受力情况最终确定。该桥目前已施工完毕,该桥的设计经验可以为同类桥梁的设计与施工提供参考。     

Damage identification of a large-span concrete cable-stayed bridge based on genetic algorithm

The global stability of a structure, the stiffness of its main girder and concrete tower, and the variation of the forces of its stay cables are key issues to the safety assessment of an in-service cable-stayed bridge. The efficiency and rationality of local elaborate non-damage-identification could be enhanced by the primary damage identification of cable-stayed bridges on the basis of periodic detection of the cable force and strain monitor in key sections of the main girder. The genetic algorithms of damage identification for cable-stayed bridges were investigated in this paper on the basis of the monitor data of the cable force and strain in a key section of the main girder. A damage detection program for complex civil structure was generated to implement the identification of damage location and extent. The deterioration of the structure was calculated according to the variation of monitor data. It is demonstrated that the results of damage identification from the parametric finite element method are accurate. The method had been verified using a long-span concrete cable-stayed bridge in Ningbo, which has been in use for the past four years. Translated from China Civil Engineering Journal, 2006, 39(5): 85–89 [译自: 土木工程学报]     

Multi-scale damage analysis for a steel box girder of a long-span cable-stayed bridge

Accurate evaluation of the effect of possible damage in critical components on the dynamic characteristics of a structure is of critical importance in developing a robust structural damage identification scheme for a long-span cable-stayed bridge. The strategies of finite element (FE) modelling of a long-span cable-stayed bridge for multi-scale numerical analysis are first investigated. A multi-scale model of the Runyang cable-stayed bridge is then developed, which is essentially a multi-scale combination of a FE model for modal analysis of the entire bridge structure and FE sub-models for local stress analysis of the selected locations with respect to the substructuring method. The developed three-dimensional global-scale and local-scale FE models of Runyang cable-stayed bridge achieve a good correlation with the measured dynamic properties identified from field ambient vibration tests and stress distributions of a steel box girder measured from vehicle loading tests, on the basis of which the effectiveness of some damage location identification methods, including a modal curvature index, a modal strain energy index and a modal flexibility index, are evaluated. The analysis results show that the effect of the simulated damage in various components of the steel box girder on the dynamic characteristics of a long-span cable-stayed bridge should be properly considered in structural damage analyses using multi-scale numerical computation.     

斜拉桥宽幅扁平钢箱梁有效宽度的探讨

针对斜拉桥宽幅扁平钢箱梁,研究其受力特性对剪力滞效应的影响,通过计算某钢斜拉桥主梁翼缘的有效宽度,探讨考虑翼缘有效宽度的必要性,为斜拉桥宽幅扁平钢箱梁断面的设计提供了指导。     

针形独塔斜拉桥结构特性的分析

上海蕴藻浜大桥主桥由于建筑景观要求而采用针形独塔斜拉桥方案。斜拉桥主塔塔底和主墩采用铰接的连接方式使结构性能变得复杂,而具有不同于一般斜拉桥结构设计的特点。以主梁梁高为参数,分析了拉索索力、主塔应力、主梁应力与位移、主桥颤振风速等结构要素的变化趋势,得到一些有助于主桥结构设计的建议。     

针形独塔斜拉桥的地震效应分析

嘉定惠平路桥主桥由于建筑景观要求很高,所以采用针形独塔斜拉桥方案。斜拉桥结构主梁和主墩固结,主塔塔底和主墩铰接,使结构在地震作用下的效应变得非常复杂。主桥结构的地震反应谱分析结果表明,边墩、过渡墩和辅助墩的支座布置形式不同对主墩的地震效应影响很大。通过不同的支座布置比选分析可以得到,边墩、过渡墩和辅助墩纵向采用速度锁定支座、横向采用抗震限位装置,主桥结构能够满足抗震要求。