斜拉桥缆索动力特性研究

针对斜拉桥正逐步向大跨径、密索体系发展,而除测振法外,其它测量方法均难以满足斜拉桥施工、架设至竣工后的随时、迅速、准确地测定缆索索力的要求的状况,进行了斜拉桥结构模型试验,研究了原型的特性,为原型设计提供依据。在模型试验中,采用了动力测试的方法来测定缆索的索力,从而使模型试验与斜拉桥实桥缆索索力的动力测试更紧密地结合起来。     

应用CFRP索缆索支承桥梁的抗风性能

CFRP筋具有轻质高强、抗疲劳和耐腐蚀等性能,特别适合用作缆索材料．为了探讨CFRP索在缆索支承桥梁中应用的可能性,以润扬长江大桥和1400m主跨斜拉桥设计方案为工程背景,采用缆索等强度和等轴向刚度的方法分别拟定了相同跨径布置应用CFRP索的悬索桥和斜拉桥,并运用三维非线性抗风分析方法对其进行了空气静力特性和动力稳定性分析．结果表明：从抗风性能角度而言,缆索支承桥梁采用CFRP索是可行的,但缆索截面尺寸建议采用等轴向刚度的方法来确定．     

确定斜拉桥施工张拉力的影响矩阵法

斜拉桥是由塔、梁、索三种基本构件组成的缆索承重结构,拉索具有可调性.设计斜拉桥时,一般先对其成桥状态进行索力优化,得到设计索力,再根据施工方案确定拉索在施工阶段的张拉力,这种张拉力将保证斜拉桥在成桥时实现设计索力,称为施工张拉力.文章在充分讨论现有算法的基础上,导出了确定斜拉索施工张拉力的影响矩阵法,同时给出了计入砼徐变、收缩、结构几何非线性影响,求解施工张拉力的迭代方法.该方法可以彻底取代传统施工张拉力的计算方法.     

国内斜拉桥缆索机器人的技术与应用

基于斜拉桥缆索检测与维护的问题,总结了国内几乎所有不同类型的斜拉桥缆索机器人技术,并对各种缆索机器人的爬升和下降原理作了简要的论述,简要分析和总结了不同机器人的结构特点和动力驱动优势与弊端;设计了一种新型无需额外动力驱动的缓释下降机构,为解决缆索机器人因动力故障而危险下行的问题提出了一种可以借鉴和参考的方案.     

确定斜拉桥施工张拉力的影响矩阵法

斜拉桥是由塔、梁、索三种基本构件组成的缆索承重结构,拉索具有可调性。设计斜拉桥时,一般先对其成桥状态进行索力优化,得到设计索力,再根据施工方案确定拉索在施工阶段的张拉力,这种张拉力将保证斜拉桥在成桥时实现设计索力,称为施工张拉力。文章在充分讨论现有算法的基础上,导出了确定斜拉索施工张拉力的影响矩阵法,同时给出了计入砼徐变、收缩、结构几何非线性影响,求解施工张拉力的迭代方法。该方法可以彻底取代传统施工张拉力的计算方法。     

某独塔单索面斜拉桥的模态变化及索力预测研究

为研究索力损失对独塔单索面斜拉桥抗力能力的影响,以及索力损失的大小,以张家口商务大桥为原型,建立独塔单索面斜拉桥有限元模型,分析了不同索在不同索力损失情况下桥梁的刚度变化情况和桥梁整体的抗力性能,并在ELMAN基础上建立了两阶段预测网络.研究结果表明:索力损失率对某些模态影响较大;两阶段预测网络预测索力损失效果良好.进而为评估桥梁整体抗力能力提供一种新思路.     

缆索支承桥梁抗风稳定性的分析与比较

缆索支承桥梁是21世纪跨海连岛大桥的主要结构型式,结构轻柔,风作用下的结构稳定性问题非常突出．以1400m主跨的悬索桥、斜拉桥以及吊拉组合体系桥等缆索支承桥梁的主要结构型式为例,采用三维非线性抗风分析方法,进行了动力特性、空气静力和动力稳定性的分析和比较．结果表明：吊拉组合体系桥刚度大,抗风稳定性好,是一种抗风性能良好的缆索支承桥梁结构型式．     

基于环境振动测试的桥梁动力特性

在环境激励下对武汉理工大学理工一桥进行了动力测试,在此基础上分析了该桥梁的动力特性.重点测试了斜拉桥的索力和桥梁的振动特性,采用频差法和新基频法识别斜拉索的基频,由此求出了索力;由导纳圆拟合法识别出了桥梁的模态参数.通过实测结果与理论计算结果的比较研究,分析了桥梁的动力特性,掌握了其实际工作状态和运营情况,为进一步研究桥梁的健康检测提供了科学依据.     

大型框架式汽机基础振动模态计算与试验研究

以某电厂燃气汽轮发电机框架式基础为原型,建立有限元模型,分析了该发电机框架式基础的动力特性;建立1∶10的缩尺物理模型,开展基础模态的模型试验工作;并将数值分析和模型试验结果同原型观测数据进行对比.数值分析采用空间梁单元模型,选用MFSAP软件和ANSYS大型通用有限元软件开展了计算工作;采用模态测试技术与分析方法进行了室内模型试验和现场测试.通过动力学模型计算结果、模型试验结果以及现场实测结果的比较,证明了计算方法、试验方法与测试分析方法的正确性.     

基于ANSYS的超大跨度斜拉桥的索力模拟

目的基于ANSYS平台建立斜拉桥的力学分析模型,实现已知索力的精确模拟,为进一步的分析计算提供依据,也为类似问题的ANSYS二次开发提供思路．方法考虑斜拉索索力之间的相互影响,根据矩阵分析的方法推导循环迭代公式,利用单元初应变或温度荷载模拟索力,并以某主跨1400m斜拉桥设计方案为算例,验证方法的可行性．结果采用常规循环迭代法,迭代30次后,索力误差仍有5％左右,而采用矩阵分析法,迭代30次后,索力模拟误差控制在1％以内,有效解决了索力模拟的收敛性问题．结论矩阵分析法是常规循环迭代法的推广,基于该方法的索力模拟方法精度较高,适用于超大跨度斜拉桥的力学建模．     

基于温度循环迭代精确施加斜拉桥初始索力

为了准确施加斜拉桥的恒载初始索力,提出了一种基于ANSYS平台控制温度索力迭代施加的方法,从而精确施加斜拉桥初始成桥索力.以设计索力作为目标值,考虑斜拉桥几何非线性因素,初始索力以初始温度的形式施加到斜拉索上,运用APDL二次开发软件编制了斜拉桥成桥索力迭代计算程序,并将该程序应用于双塔双索面钢-混凝土叠合梁斜拉桥结构分析中.结果表明,桥塔两侧斜拉索的计算索力与目标索力误差均在5%以内,该初始索力迭代方法具有方便快捷和效率高的优点.     

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．     

大跨度斜拉桥施工过程中的索力控制方法

针对平行钢绞线斜拉索施工过程中的索力控制问题,根据逐根张拉的斜拉索施工工艺,建立了张拉过程中索-梁-塔的力学模型;并以斜拉索索力均匀为目标,按正装分析法推导了挂索时单根钢绞线的张拉力计算公式。在此基础上结合等值张拉法,消除了挂索期间温度变化对钢绞线张拉力的影响,并给出了施工和运营过程中的索力测量方法。北方某斜拉桥的工程实践表明：根据该方法确定的单根钢绞线张拉力进行张拉,能够得到较均匀的索力;不论单根钢绞线拉力还是总索力,误差都在5％以内,均能满足施工控制的精度要求;该方法可供同类型斜拉索施工参考。     

大吨位小半径环向预应力设计和施工技术分析

通过军山大桥主跨斜拉桥索塔锚固区上塔柱足尺模型试验的研究与分析,阐述了大吨位小半径环向预应力应用的实际效果,对试验和施工应用中的相关问题作了客观的论述,并提出了合理的建议.     

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.     

龙胜岩门索桥悬索计算

通过运用结构力学方法对小垂度(f/l<0.1)悬索的线形方程和初态、终态悬索内力的求解,得到小垂度悬索的线形方程和初态、终态悬索内力的一般方程.并将之运用于龙胜岩门索桥设计,该桥通行以来无任何安全问题和隐患.该方法计算简单,易于掌握,适用于山区人行索桥的设计.     

斜拉桥施工过程中的监控研究

为保证主桥施工期间的质量和安全,积累设计、施工技术资料,同时也为今后科研积累科学数据,进行施工控制是很有必要的。因而针对斜拉桥上部结构施工方案总体:满堂支架立模分步现浇主梁及索塔,集中安装并张拉斜拉索,探讨施工控制的组织体系及方法。拟定施工控制实施方案,可有计划、有步骤、科学地进行施工控制工作。     

改进分层遗传算法在斜拉桥主梁损伤识别中的应用

标准遗传算法在解决像斜拉桥这类复杂结构的损伤识别问题时会出现提前收敛,即所谓“早熟”的现象。为了避免此现象的发生,提高损伤识别的效率与精度,提出一种基于改进分层遗传算法的斜拉桥主梁损伤识别方法。采用索力变化作为优化目标函数,将3种具有不同遗传算子的标准遗传算法与变量微调和灾变策略相结合,形成了一种具有灾变特性的分层遗传算法,以实验室独塔斜拉桥模型作为研究对象进行了数值仿真,结果表明：改进的分层遗传算法成功的避免了标准遗传算法“早熟”现象的发生,能快速有效的完成斜拉桥主梁各种损伤的识别;同时对此方法进行抗噪性分析发现,该方法具有良好的抗噪能力。     

几何非线性对斜拉索悬挑屋盖风激动力响应的影响

用风洞实验和M on te Carlo模拟两种方法,形成某体育场屋盖面上的脉动风压场,并运用有限元软件平台ANSYS,在时域内对屋盖线性和两种非线性模型的斜拉索轴力、风激动位移和应力进行比较,得到在分析预应力斜拉索悬挑屋盖风振动力响应时应考虑几何非线性的影响及一些有参考价值的结论.