CFRP索和钢索斜拉桥地震响应分析与抗震验算

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)索和钢索斜拉桥在地震响应和抗震性能方面的差异,以苏通长江公路大桥为参考建立了有限元动力学模型.采用等轴向刚度准则进行钢索和CFRP索的替换,利用时程分析法比较了不同索斜拉桥的地震响应值,并进行了抗震验算和评价.结果表明:相对钢索斜拉桥,CFRP索斜拉桥的自振频率有明显提高,位移和内力地震响应值减小,响应衰减较快,且抗震性能优势明显,其原因是CFRP索斜拉桥自重轻、索桥耦合振动的概率小、索的材料阻尼大等;所得结论可为CFRP索在大跨斜拉桥中的应用提供参考.     

CFRP索预应力斜拉桥徐变分析

为了对CFRP索斜拉桥时效影响之一的徐变特性进行分析,首先考虑了CFRP索几何非线性,采用Burgers四元件模型和Norton理论,介绍了CFRP索蠕变分析理论;其次采用龄期调整有效模量法,推导了由徐变引起的单元杆端力与位移、时间之间的关系式,介绍了混凝土徐变分析理论。通过实测值与计算值的比较,对施工过程和使用阶段主梁应力和变位、索力进行了分析,进而分析了徐变对主梁和索力的影响,结果表明,主梁应力和变位的测试值与计算值吻合较好,施工过程良好,该桥运行情况较好,徐变对索力以及中跨影响较大。CFRP索蠕变变形不明显。同时,还利用ANSYS软件对该桥进行徐变分析,得出了徐变曲线,为徐变分析提供科学依据。     

碳纤维索试验桥静动力性能分析

为研究碳纤维索斜拉桥的静动力学行为,本文在已有研究成果基础上,结合国内首座碳纤维拉索试验桥的静动力试验,对其进行了详细的性能分析。文中介绍了静力试验和动力试验的主要内容和方法,并将该桥应力(应变)、变形及计算频率和振型的实测结果与该桥三维有限元模型的计算结果进行了对比分析。分析结果表明,结构的静力行为与理论计算结果基本吻合,桥梁刚度和承载能力满足设计要求,整体工作性能良好,动力试验实测的计算频率和振型结果与有限元分析模型的分析结果在低频段也基本吻合。研究结果可为碳纤维索应用于跨度更大的斜拉桥的研究和实践提供参考。     

大跨度斜拉桥性能评估及抗震分析

结合某公路斜拉桥工程分析实例,进行了抗震性能初步评估,采用反应谱法进行抗震分析,对主桥各关键截面进行抗震性能的详细评估,为类似桥梁抗震性能评估工作提供借鉴。     

国内首座CFRP索斜拉桥的研究

为推动CFRP索斜拉桥在我国的发展并积累经验,作者主持了国内首座CFRP索试验桥的设计和应用研究。在设计研究中,阐述了该桥主要部件的设计要点,采用有限元法分析其整体受力性能;结合该桥的建造,分析各种黏结型锚具的受力性能,研制一种黏结型CFRP拉索锚具,并对5组试验索进行试验研究;阐述CFRP拉索的制备工艺和安装工艺;根据施工过程仿真分析结果,提出对拉索一次性张拉到位的张拉方案,并对张拉期间的各项测试结果进行分析。通过本试验桥的研究,基本解决CFRP拉索在中等跨径斜拉桥中应用的设计和施工方面的问题。     

大跨度斜拉桥粘滞阻尼器抗震性能分析

对大跨度斜拉桥进行了地震非线性动力时程响应分析,通过改变阻尼器参数,取得了不同阻尼特性下结构的响应特征,并对比选出了最合适的阻尼特性参数,为同类型桥梁的地震减隔震分析提供借鉴。     

碳纤维布加固混凝土墩柱抗震性能的分析

使用非线性分析程序ABAQUS,考虑碳纤维布与混凝土之间被动式约束关系,对碳纤维布约束混凝土墩柱在轴压和水平荷载作用下的受力进行了全过程的分析,并与试验结果进行了对比,同时分析了碳纤维布层数和轴压比等对混凝土墩柱抗震性能的影响。     

塔梁固结斜拉桥抗震性能分析

以某采用塔、梁固结的独塔斜拉桥工程实例为背景,建立了该桥的空间有限元模型,并且进行了桥梁的模态分析,在不同地震水平作用下,分别采用纵向+竖向和横向+竖向两种作用组合,分析了主塔的结构抗震性能,为独塔斜拉桥的抗震设计提供参考。     

某双塔斜拉桥抗震性能研究

以某大跨双塔斜拉桥为例,建立了主桥和引桥一体的动力模型,通过反应谱和非线性时程方法,分析了其地震响应,研究表明该桥满足抗震性能目标,纵向设置粘滞阻尼器后能显著的减少纵向地震反应内力。     

某古塔抗震及碳纤维加固性能分析

由于古塔样式多、分布广,且损坏情况各不相同,传统加固措施对于古塔的保护往往难以取得很好的效果。近年来随着碳纤维材料的广泛应用,为塔类加固提供了一种经济安全、方便快捷的新途径。根据某古塔加固实例,设计了一种碳纤维修复补强方案,并通过有限元程序分析了加固前后该古塔的抗震性能。分析结果表明,此种加固方法能够很好地满足塔类砌体结构在地震作用下的抗震要求。     

斜拉桥CFRP索锚固性能试验

从碳纤维复合材料(CFRP)斜拉索的材性入手,进行了CFRP筋的拉伸试验及相应锚具的锚固性能试验,验证了CFRP筋弹性模量、极限拉伸强度等短期静力性能,并通过这些力学指标与传统的钢索进行对比,得出斜拉桥CFRP索代替钢索的可能性与优越性;通过相应CFRP斜拉索锚具的锚固性能的试验研究,对CFRP筋在不同的粘结长度、不同锚具形式以及不同的填充材料等情况下的拔出荷载进行试验对比,得出影响CFRP筋粘结性能的各种因素。并对其中具有代表性的4组CFRP斜拉索锚具组的荷载-滑移曲线进行分析,得出适用于实桥中CFRP斜拉索合适的锚具形式和锚固长度。     

大跨径斜拉桥静风稳定性的参数研究

随着斜拉桥跨径的不断增大,空气静力失稳现象已引起了人们的广泛重视.本文用作者导出的大跨径斜拉桥非线性静风稳定性的方法,编制了计算软件BNAP.对一座主跨1000m的斜拉桥的静风稳定性进行了参数分析与比较,给出影响大跨径斜拉桥静风稳定性的主要参数.     

大跨度两铰钢拱桥面内稳定分析

几何非线性及稳定问题是大跨度钢拱桥设计中的重要课题之一。本文应用弹塑性大变形计算方法 ,通过对两座大跨度两铰钢拱桥的面内非线性分析 ,讨论了结构稳定计算中加载方法的影响以及材料屈服与结构失稳间的关系 ,结果表明 ,加载顺序对承载力计算结果的影响十分小 ,按 μ (恒载 +活载 )比例加载法推定的极限荷载与再现结构初始状态的逐次加载法所得到的结果基本一致 ;加劲梁的早期屈服增加拱肋的负担 ,对钢拱桥的失稳具有显著的影响 ;用初始屈服荷载可以比较精确地推定两铰钢拱桥的极限承载能力     

大跨度斜拉桥多支承激励地震响应分析

提出了一种简化的基于单个模态振子振动特性的多支承激励反应谱法.用此方法对公铁两用芜湖长江大桥主航道斜拉桥,在多支承激励作用下的地震响应进行了研究,其结果与用A.Der Kiureghian的多支承激励反应谱法(MSRS)分析的结果符合较好,本方法可以节省大量计算工作量.逐项分析了行波效应、空间不相干效应和局部场地效应对斜拉桥地震响应的影响,说明了多支承激励地震响应分析,对大跨度斜拉桥的重要性.     

肋环型索承网壳结构的动力特性

索承网壳结构是由单层球面网壳和去掉上层索的张拉整体结构组成的一种合理的新型杂交空间结构。选用梁元、杆元和索元的组合有限元模型,采用分块Lanczos法,针对一实际工程,通过改变结构参数、几何参数等诸多因素,较系统地研究了肋环型索承网壳结构的动力特性及抗震、抗风性能,对工程应用有一定参考价值。     

影响大跨径悬索桥颤振的非线性因素研究

随着桥梁跨径的增大 ,各种非线性因素对大跨径悬索桥颤振特性的影响将不容忽视。在线性颤振分析方法的基础上 ,考虑风速的空间非均匀分布、结构以及作用于结构上的气动力随结构变形的非线性变化影响因素 ,建立了大跨径桥梁的三维非线性颤振分析方法。以某悬索桥为例 ,进行了考虑风速空间非均匀分布、结构动力特性以及气动力随结构变形的非线性变化等因素的颤振分析 ,揭示了各种非线性因素对大跨径悬索桥颤振影响的机理和规律     

应用MRF-04K阻尼器的大跨连续刚构桥地震反应的半主动控制

应用最近设计制作的MRF-0 4K型磁流变(MR)阻尼器对大跨连续刚构桥的地震反应实施半主动控制。首先建立了多支承不同步地震激励下大跨连续刚构桥的运动方程,并基于瞬时最优控制算法建立了大跨连续刚构桥地震反应控制的计算方法,数值仿真分析了某四跨预应力混凝土连续刚构桥在不同控制策略下地震反应的控制效果,结果表明当在该连续刚构桥的两端各安装5 0个MRF-0 4K阻尼器,中墩墩顶水平位移降低7 0.4%,中跨跨中竖向位移降低7 7.7%,边跨跨中竖向位移降低6 6.0%。最后得出结论:应用MRF-0 4K阻尼器能使多支承不同步地震激励下大跨连续刚构桥的地震反应得到有效的控制,主动控制效果明显地高于被动控制效果,且半主动控制能取得理想的控制效果,即使地震发生时半主动控制系统失效,同样可以取得理想的控制效果,从而为MRF-0 4K阻尼器的工程应用提供了理论依据。     

香港大型悬吊体系桥梁的发展

香港从一个落后小渔港,在百余年中,发展成一个现代化世界之大都会,贸易商港、金融中心和物流枢纽,发展的过程和基础设施的建设有密切的关系,而道路及桥梁工程发挥的作用更是十分明显和重要。简要介绍香港一些重要的世界级桥梁工程发展项目及前景,其中有青马大桥、汲水门大桥、汀九大桥、青龙大桥、昂船洲大桥、伶仃洋大桥、港珠澳大桥等,并着重介绍其关键技术、创新点、质量管理、经济和社会效益。     

大跨度悬索桥结构架设参数精细算法研究

针对已有计算方法存在的不足之处,提出了一种大跨度悬索桥结构构件的无应力尺寸及鞍座、索夹的预偏量等架设参数的精细算法。该法考虑了二期恒载由主缆和加劲梁共同承担的实际情况;应用了小应变弹性悬链线单元、ＣＲ列式法梁单元,精确方便地模拟了鞍座及鞍座与主缆相切点的运动,通过迭代方法得到架设参数。江阴长江大桥架设参数计算的应用实例表明该法具有较高的精度。