中央扣对三塔悬索桥动力特性的影响

基于ANSYS软件建立了泰州长江公路大桥的三维有限元计算模型,并采用子空间迭代法对其进行了自振特性分析,研究了在主跨跨中主缆和主梁之间设置中央扣对大跨度三塔悬索桥动力特性的影响。结果表明：中央扣的设置对第1阶竖弯振型有较大影响,对某些竖弯振型有非常大的影响,而且较明显地推迟了1阶反对称扭转振型的出现,增大了侧弯振动频率;对单跨内反对称侧弯振型的影响大于单跨内正对称侧弯振型,使得以缆索振动为主的振型推迟出现;所得结论为该桥的抗风、抗震研究提供了必要的信息和研究基础。     

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。     

行波激励下多塔自锚式悬索桥地震响应规律

多塔自锚式悬索桥为新型桥梁结构,结构静动力性能十分复杂.以某三塔自锚式悬索桥工程为研究背景,建立三维数值分析模型,基于时程分析法研究不同视波速的行波效应对多塔自锚式悬索桥地震响应的影响规律.研究结果表明：边中塔身内力、塔顶索鞍抗滑系数、边跨主梁内力等地震响应均受行波效应的影响较大,而主缆、吊索及桥墩内力则受行波效应的影响则较小;不同视波速下的行波效应影响程度各不相同.总的来说,行波效应对多塔自锚式悬索桥的影响规律十分复杂,还需要进行进一步深入探讨.     

行波激励下圆柱面巨型网格结构的地震响应分析

考虑到大跨空间结构中的空间相关性影响,采用动力时程分析方法研究了一维及多维罕遇地震作用下行波激励对圆柱面巨型网格结构的地震响应影响.首先通过输入水平横波和纵波,考行波激励时结构弹塑性位移和应力大小、应力范围、以及屈服杆件随时间的分布和发展,然后研究了不同维数地震作用下和不同跨度下结构的行波效应,结果表明,行波激励对结构响应的影响与一致激励下有较大差异,且不同地震作用下和不同跨度下的差异有所不同,说明对大跨度空间结构需要考虑不同地震作用下的行波激励影响.     

多支承激励下自锚式悬索桥空间地震反应分析

基于随机振动理论,考虑了地震动空间效应,对一座主跨240米自锚式混凝土悬索桥在多支承激励下进行了地震反应分析,以及在地震波的三向正交分量独立作用和联合作用下的地震反应进行了数值计算,探讨了行波效应和部分相干效应对自锚式悬索桥地震反应的影响．     

公轨两用悬索桥风-车-桥耦合振动研究

以重庆市几江长江大桥为例,对公轨两用悬索桥风-车-桥耦合振动进行了研究。首先,应用弹性系统总势能不变的原理与"对号入座"的矩阵形成方法,分别建立了车辆、悬索桥与车-桥系统耦合振动的动力学方程。然后,对大桥桥址处的风速场进行了数值仿真,并利用风洞的数值模拟技术获得了列车、大桥主梁及列车-桥梁系统的三分力系数。在此基础上,计算和分析了几江长江大桥的风-车-桥耦合系统的振动响应。研究表明,当桥址处风速不大于25m/s时,列车的安全性和舒适性均满足我国列车在强风下运行管制的规程和标准,也说明了在该桥梁的设计中强风不会成为控制性的指标。     

自锚式悬索桥动力特性及减震效果

采用时程分析法针对自锚式悬索桥的动力特性进行了试验和理论分析,并分析了非线性黏滞阻尼器对该桥型抗震能力的影响.结果表明,采用梁杆单元建立的悬索桥计算模型可有效地进行结构的地震响应分析,具有良好的可靠性.在主桥纵向设置参数合理的非线性黏滞阻尼器可有效地减小结构在地震作用下控制部位的相对位移,不同程度地改善了结构墩柱部位的地震反应效应,黏滞阻尼器耗能减振效果良好.     

考虑行波效应下大跨度钢拱桥的地震反应分析

以一座主跨为260m的中承式钢拱桥为实例,采用大质量法实现行波效应下的多点激励,对该桥进行了考虑行波效应下的地震反应分析.选取5组截面,探讨了考虑行波效应时不同相位差对该桥地震反应的影响,并与一致激励地震动输入下桥梁的地震反应进行了对比分析.结果表明:考虑行波效应比一致激励作用下该桥的地震反应有增大的趋势,当相位差最大为5.2 s时,5组截面中竖向位移、轴力和横向弯矩峰值分别是一致激励下的10.9、6.5和5.1倍,并且在考虑行波效应时随着相位差的减小,结构的位移和内力均呈现减小的趋势.在大跨径桥梁抗震设计中应考虑行波效应的影响.     

非一致激励多跨连续梁桥地震反应分析

多跨连续梁桥由于其纵向延伸较大以及桥墩数量较多,在地震波作用分析时应考虑行波效应选择多点激励.以某座13跨预应力连续梁桥为例,运用有限元分析软件midas建立有限元模型,考虑行波效应采用多点激励,运用时程分析方法分析多跨连续梁桥的地震响应,并与一致激励作用下的结果对比.结果表明:非一致激励作用下的结果比一致激励作用下的结果大,并且随着波速的增大,桥梁的地震反应逐渐变小.     

大跨桥梁结构的长周期地震响应分析

以某大跨度斜拉桥为工程背景,采用ANSYS程序建立桥梁结构的三维有限元模型,选用两条典型的长周期地震波,对大跨桥梁结构进行地震反应分析,比较长周期地震波和普通地震波作用下桥梁结构反应的差异,探讨大跨桥梁结构的长周期行波效应问题。     

地震作用下斜交连续梁桥碰撞效应分析

了解强烈地震下上部梁体结构与桥台间碰撞效应对斜交连续梁桥的地震反应影响十分重要,以唐子河大桥为原型,建立了不同斜度的斜交连续梁桥非线性有限元计算分析模型.利用非线性时程分析方法,对比研究了不考虑碰撞效应和考虑碰撞效应两种情况下的斜交连续梁桥地震反应特征规律.结果表明:梁体与桥台间的碰撞效应会使斜交连续梁桥的上部结构产生扭转位移,且随着斜度的增大而增大;考虑碰撞作用的桥墩最大扭矩明显大于不考虑碰撞作用的桥墩最大扭矩.在斜交连续梁桥的抗震设计过程中如不考虑这种碰撞作用,会低估桥墩的地震扭矩效应,增大下部墩柱结构的设计风险.     

大跨度连续刚架拱桥的地震响应研究

广州新光大桥是世界上第一座三跨连续钢桁拱与钢筋混凝土V型刚构结合的钢-混凝土组合体系桥梁,主桥跨度为(177 428 177)m.以广州新光大桥为例,研究地震动空间变化对大跨度连续刚架-拱组合体系桥梁地震响应的影响.地震空间效应变化考虑了桥梁支点间横桥向和顺桥向多点激励和行波效应,研究结果表明:在不同的地震激励下桥梁的地震响应特征截然不同,地震动的空间变化对主拱肋、V型刚架的影响很大,而对边拱肋的影响相对较小;且随着剪切波速增加,主拱顶相对拱脚的纵桥向位移逐渐减小,而边拱拱顶的纵桥向位移基本不受剪切波速的影响.     

大跨度悬索桥桥塔地震纵向损伤特征研究

为对大跨度悬索桥桥塔基于性能的抗震设计提供依据,对大跨度悬索桥桥塔在地震作用下的纵向损伤特征进行初步探究。以某大跨度悬索桥为工程背景,采用大型通用有限元软件ADINA建立地震分析模型,将20条实测地震波沿纵桥向输入,采用IDA方法,对塔中和塔底两个潜在塑性铰区的塑性损伤发展全过程进行逐级观察。结果表明:随着地震等级的增加,塔底和塔中截面的塑性损伤有协同发展趋势,但塔底截面的塑性损伤发展速度远大于塔中,因此最终的桥塔破坏形式为塔底截面破坏而导致的桥塔动力失稳。     

大跨径悬索桥动载试验研究

为检验在役大跨径悬索桥结构的动力性能,对主跨128 m地锚式悬索桥进行动力试验。测试其自振频率、振型和阻尼比;激振试验中,测试桥跨结构在汽车以不同速度通过桥跨和在桥上特定位置跳车时桥跨结构的动应变、动位移、振幅以及加速度等动力响应,计算得出冲击系数。并将实测结果与有限元结果进行对比分析。结果表明,该悬索桥具有较好的竖向刚度、横向刚度;汽车在桥上运行时对桥跨结构有一定的冲击作用但并不明显,有障碍行车舒适度较差。     

人行钢桁架桥动力特性及反应谱分析

为研究人行钢桁架桥动力特性及在地震作用下的动力响应,运用ANSYS对某人行钢桁架桥进行模态分析,用反应谱分析法对其进行三向激励地震响应分析,得到关键截面及桁架杆件的动力响应。分析结果表明:人行钢桁架桥较铁路钢桁架桥更易发生振动,且扭转变形出现较早;在地震反应谱作用下,人行钢桁架桥较易出现横向及竖向位移,且跨中位移响应较大,上弦杆位移响应较下弦杆大。     

悬索桥断索动力响应有限元模型参数研究

采用有限元方法（FEM）建立考虑主缆局部振动影响因素的悬索桥断索动力分析模型,研究主缆局部振动对悬索桥断索动力响应的影响程度. 对主缆物理抗弯刚度、单元网格密度、索夹质量、模型阻尼比以及吊索应力初始状态等因素进行参数分析,给出提高计算结果精度的建议. 结果表明：在进行悬索桥断索动力分析时,主缆局部振动对计算结果精度具有不可忽略的影响;有限元模型中主缆物理弯曲刚度、单元网格密度和索夹质量均是影响主缆局部振动的关键参数. 结构整体模态阻尼和主缆局部阻尼均能有效抑制断索点主缆振动,分析模型须考虑局部主缆单元阻尼和结构整体模态阻尼的差异. 结构断索动力响应随着断裂吊索初始应力增大而增大,结构断索响应动力放大系数变化幅度不大.     

自锚式悬索桥断索动力冲击效应模型试验研究

为探讨自锚式悬索桥在吊索瞬时破断作用下的动力冲击效应,以某在役自锚式悬索桥为背景,基于刚度相似理论建立1∶80的缩尺试验模型,进行不同区段内吊索的断索动力冲击效应模型试验。试验结果表明:不同区段吊索破断引起的冲击效应不同;断索会引起与破断吊索同侧同跨的相邻吊索区域内的动态内力重分布且动力冲击效应明显;与瞬断吊索紧邻的两根吊索中,较长吊索的动力冲击系数(DIF)和动力放大系数(DAF)均较大,其动力冲击效应和冲击作用敏感性更高;瞬断工况下的吊索拉力动态响应峰值较断索前普遍达到2倍以上,吊索的安全储备明显较低。相邻吊索在断索作用下的动力冲击效应显著,若相邻吊索存在腐蚀等缺陷,极易导致桥梁连续性断索,严重影响桥梁安全。     

压弯耦合效应下自锚式悬索桥自由振动研究

基于大位移非线性弹性理论的广义变分厚理,考虑了加劲梁的压弯耦合和剪切应变能的影响,建立了三跨自锚式悬索桥空间耦合自由振动的大位移不完全广义势能泛函,通过约束变分导出了自锚式悬索桥的竖向挠曲振动、横向挠曲振动和纵向振动的基础微分方程,忽略非线性项的影响,进而得到线性振动微分方程．以一座拟建的自锚式混凝土悬索桥为例,求出了竖向振动方程自振频率的解析解,并与数值解作了比较,证明了这一理论和方法为自锚式悬索桥的固有振动特性分析能提供可靠的依据。