悬索桥的非线性地震响应计算

对悬索的几种计算理论作了简要的介绍并进行了比较,针对悬索桥的非线性问题作了单独的分析,在使用有限元对悬索桥进行空间分析时,考虑悬索桥不同结构部件的不同结构性能而提出采用不同的单元来模拟,另外对求解悬索桥的非线性方程的数值方法作了简要的介绍,最后分析了悬索桥地震响应中地震激励模型的选取方法。     

混凝土自锚式悬索桥的极限承载力研究

全面考虑结构的材料非线性和几何非线性，通过对一座跨径160m混凝土自锚式悬索桥进行全过程非线性分析，得到了结构的极限承载力。同时研究了材料非线性、加栽方式、约束条件对结构极限承载力的影响。结果表明，混凝土自锚式悬索桥的弹塑性极限承载力远小于弹性极限承载力，中跨加载情况的极限承载力与全桥加载情况相差不大，但主缆锚固端主梁的约束情况对结构的极限承载力影响较大。     

稳定型悬索桥运输载荷通过时的非线性动态响应

研究稳定性悬索枯木逢春晨运输载荷通过时的动态响应问题,导出了动力加载模式,用有理近似法求解系统非线性有限元动力方程,分析了动力响应特征。     

大跨度悬索桥吊杆运营期的安全评估

吊杆在其使用寿命期间,其安全程度与悬索桥是否能正常运营有着密切的关系.吊杆若出现问题通常会造成很大的经济损失以及社会影响,所以在使用寿命期间对吊杆的安全性进行分析具有现实意义.考虑组成吊杆的高强钢丝的本构关系不均匀性,同时运用钢丝延脆性模型和Monte Carlo随机抽样方法,定义了吊杆的强度模型.进而分析在桥梁工况下,吊杆的时变安全系数和它自身的可靠度具有的时变性,评估吊杆的安全性和剩余寿命,并根据交通荷载调查的结果对吊杆安全系数进行修正,从而对吊杆的损坏情况和剩余使用寿命进行评估.根据既有实际桥梁检测数据,对现有已使用多年的大跨悬索桥的吊杆进行了安全性分析,该法对全桥的安全评估具有较强实用性.     

大跨度悬索桥一体化节段模型疲劳试验研究

以青草背长江大桥(主跨跨径为788 m)为研究对象,为整体评估主缆-吊杆-钢箱梁一体化结构重要构造细节的疲劳特征,并验证其设计的经济合理及安全耐用性,开展了比例为实桥1:4的节段模型疲劳试验研究.试验结果表明:在设计疲劳荷载作用下,所得的应变位移结果与荷载近似呈一次函数特征,实测位移及应变在加、卸载过程中呈现较好的弹性特征,且应力重分布现象不明显,结构处于弹性变形状态;在节段模型关键构造细节处未发现疲劳开裂,其疲劳性能符合设计要求.通过对节段模型的疲劳试验研究,揭示了结构的疲劳特征和传力途径,试验结果进一步验证了一体化结构的实际抗疲劳能力,具有一定的工程参考意义.     

柔性悬索桥动力特性分析

对于整体刚度很低的柔性悬索桥而言,动力特性的分析非常重要.采用非线性的有限元理论,对柔性悬索桥进行了详细的动力分析,探讨了结构的动力特征值问题,最终找出了它所固有的动力特性.并通过与其他悬索桥的对比,进一步分析了柔性悬索桥的结构特点.分析结果还为系统的动力荷载分析提供了基础.这些分析数据还为施工控制以及日后桥梁使用过程中的健康检测提供了控制性的依据.     

悬索桥主缆的次应力分析

针对在主缆的设计中,采用高的安全系数避免对细部次应力分析而使主缆的承载能力没有充分发挥的现状,尝试对悬索桥的次应力进行较为详细的分析.对悬索桥的主缆由于丝股长度差异、钢丝弹性模量差异以及钢丝弯曲等原因产生的次应力进行分析,并给出了相应的经验计算公式;对缆索角度变化产生的次应力,对以往的计算方法进行了分析,并针对更一般的情况进行了理论分析和公式推导,给出了计算算法;对于由于缆索形状的变化而产生次应力,分解为空隙率差异、截面特性差异、截面形状差异三部分进行分析.分析了悬索桥主缆出主鞍近六边形截面到第一个索夹处圆形截面引起的次应力.最后,结合国内某大跨度悬索桥主缆次应力计算的实例,对次应力的发生部位以及次应力对结构安全的影响进行了分析,并按照英国、日本和丹麦大跨度悬索桥主缆安全系数的计算方法对实例的安全系数进行了分析,认为其安全性能够得到保证.     

独塔自锚式悬索桥施工过程索力变化规律试验研究

为了研究独塔自锚式悬索桥施工过程索力变化规律,依据北京密云县云蒙大桥1/20比例的整桥缩尺模型试验,针对独塔双跨自锚式悬索桥的施工过程进行了模拟试验研究,对比了5种常见的吊杆张拉方案,揭示了自锚式悬索桥体系转换过程索力的变化规律,经过综合分析选择二次张拉方案作为比较合理的施工方案.同时建立了该桥的有限元数值模型,通过对比分析得到一致的规律,对于同类桥梁的设计和施工控制提供了可借鉴的试验依据.     

关于解非线性方程组的Newton型迭代法的若干研究

本文给出了求解非线性方程组的Ｎｅｗｔｏｎ型迭代法的几何实质,同时提出了新的研究方向,并设计了对一般非线性方程组运用的灵活而有效的算法。     

悬素桥结构内力及变形的精细计算方法研究

文章基于有限位移弹性理论，采用带动坐标的混合法对杆系结构的有限元平衡方程进行求解。由此建立了一套平面杆系结构的几何非线性有限元分析方法，在此方法的基础上，通过改进索鞍单元模拟施工过程中索鞍的顶推。最后以贵州H大桥为背号，对其恒载状态下的结构内力及变形进行了施工过程的精细计算，计算结果表明：算法正确，精度较高，收敛较快，程序具有较强的实用性。     

基于几何非线性的自锚式斜拉-悬索协作体系桥成桥索力计算

目的研究确定自锚式斜拉-悬索协作体系桥成桥状态时构件的空间位置和缆索的成桥索力．方法根据无应力索长和索力的概念推导了无应力索长的索力不变原理,提出了自锚式斜拉-悬索协作体系桥成桥索力的计算方法．结果运用该方法对大连跨海大桥的设计方案进行了计算分析,利用该方法计算得到的成桥状态下斜拉索和吊索的索力均匀,主缆线形平顺．除主塔附近的加劲梁由于索距较大造成弯矩较其他区域偏大外,其他区域弯矩分布均匀合理,加劲梁的最大弯矩为14716kN·m．主塔弯矩较小且塔顶水平变位接近于零．结论计算结果表明利用该方法能够按照要求得到该类桥梁的合理成桥索力,并且通过非线性迭代计算得到的缆索无应力长度可以直接应用于施工阶段分析．     

超大跨径CFRP主缆悬索桥静力性能理论分析

首先推导了大跨悬索桥的无量纲形式平衡方程和协调方程得到索力和位移控制方程,然后推导了索力方程中的特征参数λ2的表达式,分析了参数λ2和载荷比P对索力和位移增量的影响.在此基础上,以3 000m跨度悬索桥为算例,分析了在正反对称载荷工况下考虑和不考虑拉索弹性伸长情况下的悬索索力和位移增量的特征,最后对比钢索,分析了悬索桥跨度对CFRP缆索内力、位移控制方程参数的影响,以及参数变化对缆索体系悬索桥静力行为的影响,阐述了大跨CFRP悬索桥静力行为的本质特征,从理论上证明了CFRP悬索体系的优势和特点.     

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。     

温度对悬索桥索股垂度的影响分析

针对悬索桥主缆索股线形对温度变化敏感的特点,研究了主缆索股断面温度变化以及索塔塔身温度变化对索股线形的影响.考虑主缆索股沿跨度为同一温度,并根据无应力索长恒定不变的原理,给出了空缆状态下索股温度变化与垂度关系的迭代方法,以及温度导致的索塔偏位与索股垂度之间的相互影响,及相应的修正方法.比较了迭代修正法和有限元法分别计算得到的不同温差下索股垂度的改变量,两种方法计算结果吻合较好,最大偏差为9 mm,约为3%.分析表明,运用迭代方法修正由于温差引起主缆索股垂度变化量是可行的.     

悬索桥主缆成桥线形的解析计算

根据悬索桥在恒载作用下的力学特点,对悬索桥的主缆线形及无应力索长的计算方法进行了研究.采用悬链线单元建立悬索桥线形和无应力索长的计算公式,结合施工中加劲梁的架设特点,确定了成桥线形分析中的吊索力,还对计算悬索桥主缆线形的非线性方程组采用Newton-Raphson迭代格式求解并编制程序.最后通过算例验证了该方法的计算精度、有效性和稳定性,并将计算结果与其他文献的计算结果进行了分析比较.分析结果表明：该方法具有计算过程简洁和精度高的优点,其精度满足成桥几何线形的初步设计要求,适用于大跨度悬索桥的主缆线形和内力的计算与分析.     

大跨径自锚式悬索桥主缆的线形计算及误差分析

针对自锚式悬索桥的主缆线形在施工过程中的变化特性,自编分段悬链线法和抛物线法程序实现了大跨径自锚式悬索桥主缆线形、空缆线形、各节段无应力长度、吊点坐标和索鞍预偏量等几何特征参数的精确计算;结合工程实例,对自编程序与Midas civil软件计算结果进行了比较分析. 结果表明:与有限单元法相比,分段悬链线法计算得到的索鞍预偏量相对误差为11. 3%,抛物线法计算得到的索鞍预偏量相对误差为23%. 在施工中,分段悬链线法和抛物线法计算结果需要反复修正迭代以综合确定主缆线形.     

蝶形拱桥的索力非线性及影响因素分析

蝶形拱桥由于造型独特使得其非线性受力行为较之普通拱桥更加难以掌握,传统的未充分考虑非线性影响的设计方法已不再适用.在自编程序的基础上,全面分析了蝶形拱桥的索力非线性及影响因素.结果表明:均布荷载作用下,主吊索力的非线性系数与索力值成反比;3种索中主吊索的垂度对索力的影响最大;对于主吊索力,拱肋单元的梁柱效应在全部梁柱效应中的比例并不大;密索布置时,不考虑索的垂度效应得到的斜拉索力偏于不安全;偏载荷载越靠近索面,索力受非线性因素的影响越小;主吊索采用斜索形式后,使得自身的非线性效应降低,而斜拉索和副吊索的非线性效应增大.     

四渡河特大悬索桥静力非线性分析

悬索桥具有很强的非线性特点,但是由于非线性计算复杂、工作量大,目前设计计算时常采用线性方法进行简化分析.采用非线性有限元方法对沪蓉西第十六合同段四渡河特大悬索桥进行施工阶段和运营阶段分析,并详细比较了运营阶段分别采用线性分析方法和非线性分析方法得到的结果,得出一些可供工程设计参考的结论.