西堠门大桥成桥状态的非线性静风稳定性分析

根据国内外风洞模型试验成果,在强静风荷载作用下,大跨径桥梁静力失稳的临界风速可能低于动力失稳的临界风速,因此对大跨悬索桥进行静风稳定性分析不可或缺。以西堠门大桥为工程背景,考虑静风荷载的非线性和悬索桥结构的几何非线性,然后运用增量和迭代相结合的计算方法,利用大型有限元ANSYS软件和现有的文献资料对该大桥成桥状态的静风稳定性进行分析,并与线性分析方法进行了比较,为大跨度悬索桥的抗风设计提供了一定的参考。     

斜风下大跨度悬索桥颤振稳定性研究

为确保斜风作用下大跨度悬索桥的抗风稳定性,采用考虑静风效应和全模态耦合影响的斜风下大跨度桥梁三维精细化颤振分析程序,以润扬长江大桥南汊悬索桥为工程背景,在0°和±3°初始风攻角下,分析了斜风下成桥状态和加劲梁从跨中向两侧桥塔对称架设全过程的颤振稳定性,并揭示了斜风作用和静风效应对成桥和施工状态大跨度悬索桥颤振稳定性的影响。结果表明：悬索桥成桥和施工状态的颤振临界风速随着风偏角的增加呈现波动起伏变化特征,且主要在斜风情况下达到最低值;斜风作用和静风效应不会影响悬索桥施工期颤振稳定性的演变规律,但会显著降低悬索桥成桥和施工状态的颤振稳定性;斜风作用使得成桥和施工状态颤振临界风速的最大降幅平均值分别达到了8.0%和19.6%,而斜风和静风的综合效应则进一步劣化悬索桥成桥和施工状态的颤振稳定性,最大降幅平均值分别达到了11.5%和22.4%,因此大跨度悬索桥成桥尤其是施工状态的颤振稳定性分析必须考虑静风和斜风综合效应的不利影响。     

澧水河大桥施工猫道的非线性静风响应分析

基于澧水河悬索桥施工猫道节段模型的静力三分力风洞试验,考虑猫道的几何非线性和静风荷载的非线性,采用增量与内外两重迭代相结合的方法,利用ANSYS参数化设计语言APDL编制了能够精确求解悬索桥施工猫道非线性静风响应的程序.在此基础上,建立了澧水河大桥猫道的有限元模型,进而对其进行了三维非线性静风稳定性分析,并计算了不同风速下的澧水河大桥猫道不同桥轴线位置处的静风响应.结果表明:猫道发生静力扭转失稳的原因是空气力矩的作用使猫道面层处于正攻角;最大扭转变形则发生在跨中2个横向通道之间,是猫道各组成部分中最容易发生静风失稳的构件.     

抗风缆布置形式对双塔单跨悬索桥动力特性及静风稳定性的影响研究

以某双塔单跨悬索桥为例,建立全桥有限元模型,对抗风缆布置位置、布置形式和不同立面倾角对悬索桥的自振频率、侧倾失稳的横向位移以及扭转失稳的竖向位移、扭转位移的影响进行研究,分析其动力特性和静风稳定性。结果表明:抗风缆在不同布置位置对加劲梁横弯、竖弯以及扭转振型频率都有较大幅度提升;立面倾角增加可提高结构固有频率;设置抗风缆可增强结构抗风稳定性能,减小其相同风速下侧倾失稳横向位移和扭转失稳时的竖向位移和扭转位移。研究结果可为类似工程提供借鉴。     

空间缆索体系悬索桥的抗风稳定性研究

为了探索理想的大跨度悬索桥的缆索体系以提高其横向及扭转刚度,以大跨度地锚式悬索桥——润扬长江公路大桥南汊桥为工程背景,采用不同缆索空间布置形式试设计三座具有空间缆索体系的方案桥,采用三维非线性空气静力和动力稳定性分析方法,分别对其动力特性、空气静力和动力稳定性进行分析和比较,并探讨具有良好抗风稳定性的大跨度悬索桥的合理缆索体系。结果表明:悬索桥采用内倾式空间缆索体系后,结构的侧弯及扭转频率增大,结构的空气动力稳定性增强;而采用外倾式空间缆索体系时,结构的侧弯及扭转频率减小,但结构的静风稳定性增强;考虑到悬索桥的空气动力稳定性一般比静风稳定性差,因此从总体抗风稳定性考虑,大跨度悬索桥采用内倾式空间缆索体系则比较有利。     

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。     

抗风缆对大跨人行悬索桥人致振动舒适度的影响分析

抗风缆是大跨人行悬索桥重要的抗风措施,会改变桥梁的动力特征,对桥梁的人致振动舒适度也会产生重要影响。以某大跨人行悬索桥为工程背景,建立空间有限元模型,比较了不同倾角抗风缆桥梁的人致振动加速度峰值和侧向动力失稳临界人数,分析了抗风缆对大跨人行悬索桥人致振动舒适度的影响。结果表明：大跨人行悬索桥的模态分布十分密集,抗风缆可提高结构竖弯和侧弯模态频率;增设抗风缆后,人致竖弯共振模态数略减少且最大加速度峰值减小,人致侧弯共振模态数不变且最大加速度峰值无明显减小;增设抗风缆可以略微提高侧向动力失稳敏感模态的失稳临界人数,但是提高人数有限;增设抗风缆对大跨悬索人行桥人致振动舒适度的改善效果有限。     

主跨530m斜拉桥主梁气动选型分析

为了寻求主跨530 m大跨度斜拉桥——银洲湖特大桥较佳气动性能的主梁,文章分析了三种不同方案的桥梁结构动力特性,对三种Π型主梁采用数值模拟的方法分析了其气动参数,计算了该大跨度桥梁的静风稳定性和颤振稳定性,对比了三种方案中主梁的静动力性能。结果表明,三种方案桥梁结构的主梁基频基本一致;主梁的静力静风失稳临界风速均远大于静力失稳检验风速,其静风稳定性均满足要求;三种方案的颤振临界风速均大于颤振检验风速,其颤振稳定性满足要求,其中,钢箱梁主梁的颤振临界风速相对最大,叠合梁桥梁的颤振临界风速相对最小。     

空间主缆悬索桥非线性静风稳定分析

通过五分量天平测试得到了右汊桥节段模型的三分力系数。借助大型有限元分析软件ANSYS,采用修正的增量与内外两重迭代的方法,对右汊空间主缆悬索桥进行了三维静风荷载数值计算。数值计算结果表明采用空间主缆的右汊悬索桥相对于平行双主缆的悬索桥具有更为优秀的静风稳定性能。设计并加工了缩尺比为1:90.35的右汊桥全桥气弹模型,均匀流中全桥气弹模型的静风稳定性试验结果表明,静风失稳临界风速明显高于设计风速。     

截面形式对大跨斜拉悬索协作体系桥梁抗风性能的影响

以某地锚式斜拉—悬索桥为计算模型,对比两种截面形式,运用ANSYS有限元软件对风致内力和颤振稳定性进行了计算分析,确定其不同风速下的风致内力和结构的颤振临界风速,对比分析两种截面形式在抗风性能上的差异和优劣,分析结论可为抗风设计过程中桥梁断面选型提供参考依据。     

考虑主梁拼装方法的悬索桥施工阶段动力特性分析

在悬索桥施工过程中,随着主梁拼装长度的不断增加,悬索桥的动力特性在不断改变。此外悬索桥建桥周期普遍较长,而风速随着季节性周期变化,其周期一般为1年,为此悬索桥施工无法避免大风季节,比较悬索桥不同施工方法下各施工过程的动力特性是非常必要的,为选择合适的施工方法,并为进一步的施工阶段抗风性能研究以及抗风措施的采用提供依据。     

抗风缆对双塔单跨悬索桥动力性能影响研究

为研究抗风缆对双塔单跨悬索桥动力性能及抗风稳定性的影响,以某双塔单跨悬索桥为例,建立全桥有限元模型,对抗风缆的布置形式、水平张拉力、不同立面倾角对悬索桥的自振频率、失稳影响进行研究,分析其动力特性和静风稳定性,荷载试验表明:双塔单跨悬索桥设置抗风缆可提高其各关键振型、加劲梁竖弯和扭转频率,增强结构抗风稳定性能;抗风缆水...     

大跨钢桁梁悬索桥风致抖振响应时域分析

文章以飞龙湖乌江钢桁梁悬索桥为工程实例,基于主梁节段模型风洞试验测得静力三分力系数。按照实测风场特性,采用谱解法原理完成了脉动风谱到脉动风速时程的转换,基于小扰动假设条件下得到的准定常气动力理论求得桥梁结构时域化风荷载。采用ANSYS软件建立钢桁梁悬索桥的空间有限元模型并分析了桥梁结构的动力特性,进行了桥梁风致抖振响应时域分析。结果表明:该钢桁梁悬索桥在脉动风荷载作用下具有良好的抗风稳定性能。本研究思路及所得结果可以为该桥梁及其它类型悬索桥风致抖振分析及施工设计提供参考。     

三塔悬索桥施工过程静风稳定性分析

以在建主跨为1080m的三塔双跨悬索桥——泰州长江公路大桥为工程背景,采用三维非线性空气静力稳定性分析方法,分析不同的主梁架设顺序对三塔悬索桥施工阶段空气静力稳定性的影响,确定具有良好抗风稳定件的施工方案。结果表明：三塔悬索桥主梁拼装采用从桥塔处至跨中施工时,可以获得较好的空气静力稳定性。     

某悬索桥抗风性能初步分析

针对目前西部地区在建的某座缆索式公路桥,运用大型通用有限元程序ANSYS进行成桥状态动力特性计算和抗风性能初步分析。分析结果表明,该悬索桥成桥状态颤振临界风速初步估算满足要求,桥梁结构抗风性能需通过风洞试验进一步考察。     

大跨高墩连续刚构桥静风稳定性评估

为评估大跨高墩连续刚构桥抗风稳定性,同时为大跨高墩连续刚构桥抗风设计提供有效依据,以某连续刚构桥为依托,评估其静风稳定性能。采用Fluent软件计算各截面二分力系数及不同风速下桥梁各截面的静风荷载;并将静风荷载施加于有限元模型,计算了成桥状态和最大双悬臂状态下的扭转角,评估了其静风稳定性能。结果表明:不同风速作用下结构扭转角都非常小,不会发生扭转发散;最大双悬臂施工状态下横桥向气动阻力系数大于4,结构不会出现横向失稳。因此,对于一般连续刚构桥静风稳定问题不是控制连续刚构桥设计的关键因素。     

CFRP索与钢缆索大跨度悬索桥静风稳定性分析

采用桥梁结构三维非线性空气静力分析方法,考察静风的不同初始攻角对结构静风稳定的影响,利用等截面即介于等刚度和等强度之间的原则对CFRP索与钢缆索结构大跨度悬索桥在静风荷载作用下的变形特征和稳定性进行分析和比较。     

混合式桥型对超长跨桥梁的适应性

本文对中跨为2500m的混合型斜拉悬索桥的进行了初步设计,构想了三种斜拉悬索桥和一种悬索桥桥式。从初步设计结果中比较它们上部结构钢材的重量发现,考虑到下部结构尺寸,斜拉悬索桥相对悬索桥具有优越性。另外,对这几种型式的桥梁进行了抗弯稳定性分析以及耦合颤振分析。分析结果表明,斜拉悬索桥抗弯稳定性是足够的,而且其临界风速高于悬索桥的临界风速。所以,作者认为针对超长跨度桥梁混合型斜拉悬索桥赛过悬索桥     

大跨度悬索桥静风稳定性分析

根据矮寨特大悬索桥实际参数,用大型有限元软件建立了空间模型对工程算例进行了动力特性分析,同时在该桥的静风稳定性方面做了静风扭转发散,静风稳定数值分析及本设计结构在设计风速下的静风响应分析,得出了相应的结构,从理论上保证了该结构的安全性。     

乌江悬索桥抖振响应时域分析

乌江特大桥是一座大跨度、高柔的悬索桥结构,对风荷载的作用十分敏感,需要进行抗风分析。文章采用大型通用有限元软件ANSYS建立了乌江特大悬索桥的三维有限元模型,运用Matlab科学计算软件自编程序模拟脉动风速时程,然后根据准定常理论计算抖振力时程,最后根据时域内的时程分析方法求得抖振时域分析的结果。分析结果为乌江悬索桥的抗风设计提供了依据,可作为设计的参考。