大跨度非对称悬索桥振动基频的参数敏感性分析

为了研究大跨度非对称悬索桥的动力特性,基于ANSYS软件建立了某大跨度主缆不等高支承悬索桥的三维有限元模型。在计算自振频率时考虑了表征结构非对称的参数,进行了前20阶模态分析,并分析了矢跨比、结构非对称参数、加劲梁抗弯刚度及主塔抗弯刚度等关键结构参数对其振动频率的影响。研究结果表明：不同的参数对非对称悬索桥振动基频的敏感性不同,一阶竖弯和扭转频率随矢跨比的增大减小,相对于正对称的振动频率,反对称的频率对矢跨比参数更敏感;非对称悬索桥的一阶反对称竖弯和扭转基频不受非对称结构参数的影响,而正对称竖弯和扭转基频随非对称结构参数的增大而减小;一阶横弯的自振频率对加劲梁刚度的变化非常敏感,当加劲梁的抗弯刚度增加到原来的3倍时,结构原有的振型次序发生了改变,但主塔抗弯刚度参数的变化对结构各向频率的影响很小,研究结果可为非对称悬索桥的结构设计和动力分析提供参考。     

Mechanical performance analysis and stiffness test of a new type of suspension bridge

A new type of suspension bridge is proposed based on the gravity stiffness principle. Compared with a conventional suspension bridge, the proposed bridge adds rigid webs and cross braces. The rigid webs connect the main cable and main girder to form a truss that can improve the bending stiffness of the bridge. The cross braces connect the main cables to form a closed space truss structure that can improve the torsional stiffness of the bridge. The rigid webs and cross braces are installed after the construction of a conventional suspension bridge is completed to resist different loads with different structural forms. A new type of railway suspension bridge with a span of 340 m and a highway suspension bridge with a span of 1020 m were designed and analysed using the finite element method. The stress, deflection of the girders, unbalanced forces of the main towers, and natural frequencies were compared with those of conventional suspension bridges. A stiffness test was carried out on the new type of suspension bridge with a small span, and the results were compared with those for a conventional bridge. The results showed that the new suspension bridge had a better performance than the conventional suspension bridge.     

我国预应力混凝土公路桥的发展与现状

本文叙述我国预应力混凝土桥的发展历程和现在情况.近几年来,我国建造了多座预应力混凝土桥,结构型式有简支梁、T型刚构、连连梁、连续刚构、斜拉桥与组合式拱桥等.在每种桥型中,选择具有代表性的桥梁,对其结构特点,设计与施工新技术,加以分析讨论.使能互相交流知识,总结经验,以资提高技术水平,促进我国桥梁建设的新发展.     

大跨连续刚构预应力混凝土箱梁温度效应分析

介绍了大跨连续刚构预应力混凝土箱梁在两种温度场下温度效应,重点分析非线性温度梯度下混凝土箱梁的温度效应,通过对比实测和JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范的温度梯度模式,指出规范的温度梯度模式不足,提出了预防连续刚构箱梁温度效应的措施。     

中等跨径梁式桥型分析比较

对于中等跨径的梁式桥,通过对普通连续梁桥、V型墩连续梁桥、斜腿刚构桥三种桥型的受力特性和施工方法的比较,分析出它们截面及预应力配筋的差异。进而得出在一般条件下应优先选用斜腿刚构桥。这种桥型在受力、经济等控制因素上均具有可比性。     

汶川地震动衰减特性及其大跨高墩连续刚构桥的地震响应规律

为分析不同断层距下,汶川地震动对大跨高墩连续刚构桥的作用效应演变规律,收集了全国129个汶川主震地震台站记录。从工程地震学角度,分析了汶川地震动记录强度指标的衰减特性,总结了PGA、PGV和反应谱的衰减规律。以庙子坪大桥主桥为工程背景,构建了两类不同墩高形式的大跨连续刚构桥梁样本组,对两类桥梁自振周期的代表值进行了对比讨论和分析|基于反应谱分析,拟合得到两类桥梁响应谱随断层距变化的峰值响应曲面,讨论了不同断层距,大跨高墩连续刚构桥的响应特点。研究表明,不同断层距的大跨高墩连续刚构桥梁的地震响应具有明显差异,近断层地震响应明显强烈。研究成果可为大跨高墩连续刚构桥的桥墩布置形式和桥址选择提供借鉴和参考。     

大跨径混合梁刚构桥施工控制参数敏感性分析

在实际施工过程中，影响桥梁线形、受力的因素有很多，它们对桥梁结构造成的影响不可忽视。本文通过Midas/Civil2020对某大跨径混合梁刚构桥进行仿真模拟，以其成桥状态下的挠度值作为评价指标，对箱梁自重、箱梁刚度、预应力参数、环境温度、挂篮重量不平衡等施工控制参数进行敏感性分析，确定相应参数对桥梁结构的影响程度，为实际施工过程中的桥梁监控工作提供依据，并提出相关监控建议。     

Comparison of dynamic response of isolated and non-isolated continuous girder bridges subjected to near-fault ground motions

The dynamic response of seismic isolated continuous girder bridges subjected to either near-fault or far-field ground motions is compared to the non-isolated ones. Near-fault earthquake ground motion data are collected from the 1999 Taiwan Chi-Chi earthquake. The earthquake data recorded at the same sites from other events serve as far-field ground motions. Typical three-span continuous concrete box girder bridges designed under Taiwan seismic design specifications of highway bridges are adopted for this study. These bridges are assumed straight, founded on rigid rock and only the longitudinal response is considered. Parametric studies for the dynamic responses of isolated bridges by input near-fault ground motions are developed. The PGV/PGA value of near-fault earthquake records is identified as the key parameter governing the bridge response.     

钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展

钢-混凝土组合结构桥梁近年来在我国得到了迅速的发展。在传统桥梁结构形式的基础上,发展多种新型组合结构桥梁形式,拓宽组合结构桥梁的应用领域。介绍近年来在钢-混凝土组合结构桥梁方面的最新研究进展,内容包括波形钢腹板组合梁桥、槽型钢-混凝土组合梁桥、钢-混凝土组合刚构桥、双重组合作用连续组合梁桥和大跨斜拉桥组合桥面系。通过对传统结构形式的改进和发展,可充分发挥组合结构桥梁的综合优势,研究结果表明,钢-混凝土组合结构桥梁具有广阔的推广应用前景。     

体外预应力加固刚构桥及锚固分析

随着交通量的增加和荷载等级的不断提高,旧桥加固问题愈加突出。为研究大跨度刚构桥体外预应力加固后的结构性能以及锚固块空间应力分布情况,采用有限元程序ANSYS分别对主跨160 m连续刚构桥加固后的承载能力和边跨锚固块的空间应力进行了分析。分析结果表明,体外预应力加固能有效地提高结构的承载能力、改善结构性能,应用于大跨度连续刚构桥梁加固是有效可行的;同时指出,锚固区箱梁中的主要拉应力存在于箱梁边缘及转向孔边缘。分析结果可为同类桥梁的加固提供参考。     

多梁式连续斜梁桥地震响应的简化计算方法

对如何建立多梁式斜梁桥的格梁排简化计算模型进行了介绍,通过参数研究系统地分析总结了各个参数对多梁式斜梁桥动力特性和地震响应的影响规律,研究表明,可以通过提高刚度偏心比和频率比来减小连续斜梁桥的地震响应。     

PC连续刚构桥高温合龙控制措施

从理论上对某大跨度连续刚构桥合龙前中跨梁端实施了顶推,计算了不同温度条件下的顶推力,并从不同角度对比分析了合龙顶推对成桥状态的影响。分析表明,合龙前顶推不仅能够改善成桥后主墩的受力状态,而且对主梁中跨的下挠问题有一定的抑制作用。     

混凝土连续刚构桥温度作用有限元分析

本文通过建立混凝土连续刚构桥有限元模型,结合工程实例,分析了不同温度梯度模式下温度对成桥阶段受力的影响。研究结果表明:成桥后梯度升温在主梁下缘引起较大的拉升,它与混凝土张拉预应力筋引起的二次应力相组合,将产生较大的拉应力,降低主梁截面的抗裂性能,增大预应力的应力损失计算结果显示,按照我国公路桥梁规范(JTJ023-85)建立的温度梯度模型所引起的连续刚构桥的应力及位移值与实测值相比均偏小,这就预示着按照JTJ023-85设计施工的混凝土连续刚构桥,由于设计时对日照温差的影响考虑不足可能造成运营时出现实际应力过大而引起混凝土箱梁开裂或跨中下挠过大的问题。研究结果为预应力混凝土连续刚构桥的设计及优化提供了一定的参考依据。     

桥墩形式对连续刚构桥刚度的影响

在连续刚构桥中,中间桥墩采用墩梁固结体系,桥墩刚度的大小对全桥刚度和结构的使用功能影响比较大.而桥墩的形式对桥墩刚度有决定性作用,所以桥墩形式的选择是进行连续刚构桥设计优化的重点.本文结合西平线莫谷河2号连续T型刚构桥的设计,来分析桥墩形式对连续T型刚构桥刚度设计的影响.     

高强轻质混凝土连续刚构桥动力特性分析

根据一座高强轻质混凝土连续刚构桥的结构与设计特点,对该桥的自振频率和主要振型进行了计算分析,并与同结构普通混凝土桥的动力特性加以对比,得出结论:1)高强轻质混凝土连续刚构桥基频比同结构普通混凝土桥低出13.4%;由于轻质混凝土降低了主梁的质量与刚度,导致连续刚构桥自振频率整体下降;2)轻质混凝土连续刚构桥第一振型为纵漂,与普通混凝土连续刚构桥相同,表明桥梁纵向刚度较小,柔性双薄壁墩的影响占较大比重。     

南平西城大桥混凝土箱梁预拱度有限元分析

南平西城大桥是大跨度预应力混凝土变截面连续刚构桥,其连续刚构采用挂篮悬臂现浇法施工,在各箱梁节段施工时需要设定预拱度。本文直接根据挂篮中箱梁节段及挂篮的平衡条件计算施工荷载,使用MIDAS／Civil有限元软件,采用正装方法计算并分析了西城大桥箱梁各节段施工过程的预拱度,对计算所得预拱度的分析和施工结果皆表明本文的处理方法是正确的。     

部分斜拉桥结构性能研究

本文总结了部分斜拉桥的设计参数,同连续梁桥和斜拉桥的结构特性进行了对比,分析了结构刚度的影响因素,对部分斜拉桥适合建造的场合提出了建议,为以后此类桥梁的设计提供了借鉴。     

连续梁桥基于位移的抗震设计

在强震作用下,结构的位移比力更能直接反映结构的破坏状态。因此近年来,基于位移的抗震设计方法受到越来越多的重视与发展。该设计方法要求把多自由度结构转换为等效的单自由度模型(包括等效的刚度、等效阻尼及等效延性等)才能进行抗震设计。本文以连续梁桥为例,基于所建议的位移形状函数,推导了位移形状函数与桥梁跨度及刚度(墩高)的关系;在此基础上,提出了多自由度连续梁桥的等效单自由度模型,并以对称和不对称的连续梁桥为例,分别给出了基于位移的抗震设计步骤。由于设计步骤中考虑了塑性铰的屈服机制,可以看出对此两种结构其设计步骤本质上是相同的,且不需要迭代。     

基于神经网络的连续刚构桥施工线形控制参数预测研究

结合白果渡嘉陵江大桥施工线形控制的具体实践,采用BP神经网络进行连续刚构桥施工线形控制中的参数识别及预测工作。基于影响桥梁线形主要参数的截面尺寸、距离及标高建立神经网络系统,并对其进行计算训练样本、训练神经网络和网络仿真分析。运用神经网络仿真分析进行连续刚构桥施工线形的具体方法是,先计算当前施工状态的标高,再预测下一节段的标高。经过往复循环,逐一进行节段预测调整,从而指导连续刚构桥顺利施工。网络学习及仿真预测结果表明:该法对数据的处理及预测,在操作简单的基础上,分析结果具有较高的精度。该结论可推广到采用悬臂法施工的连续梁桥、拱桥、斜拉桥等桥型的施工线形控制工作及研究。     

滑动摩擦支座隔震桥梁地震反应分析

多滑面摩擦隔震支座具有刚度和阻尼的自适应性,在基于性能的桥梁抗震设计中有广泛的应用前景。本文以某近海连续梁桥为工程背景,考虑海洋软土条件,应用p-y法模拟桩-土相互作用,通过单摩擦摆（FPS）串联组成多滑动面摩擦摆支座（MFPS）模型,并建立全桥有限元模型。采用反应谱法和快速非线性分析（FNA）两种方法,对设置单滑面摩擦摆支座和多滑面摩擦摆支座的两种不同支座的隔震桥梁体系进行地震响应分析。对比分析两种方法得到的两种隔震桥梁结构的支座滞回性能和墩底剪力等的地震响应规律。研究结果表明,两种支座均具有较好的隔震效果,采用MFPS支座的桥墩的地震响应比FPS支座有所减小,且具有较大位移能力。