主跨96m红水河铁路斜拉桥

湘桂复线来宾红水河大桥是中国铁路上修建的第一座预应力混凝土斜拉桥。跨度48 96 48m。塔梁固结,主梁采用三跨连续等高度箱形梁,梁高3.2m。该桥具有两个平行索面,每个索面由三对竖琴型布置的钢绞线索组成。斜缆容许在运营期间进行更换和索力调整。在红水河桥工程中采用了盆式橡胶支座、FDN(R—三)缓凝早强减水剂、TD—100型张拉千斤顶、斜缆槽销式组合锚具和专门的斜缆防腐措施。斜拉桥边跨在脚手便梁上灌筑,中跨采用悬臂灌筑法施工。本文简要说明了红水桥的概况、高强混凝土施工和静动载检定试验结果。     

预应力混凝土铁路斜拉桥斜缆的疲劳可靠性研究

本文用可靠性理论对预应力混凝土铁路斜拉桥斜缆疲劳可靠性进行了研究。文章首先介绍了国外关于桥梁疲劳可靠性研究的概况,接着用“雨流法”(RainflowCounting Method)分析了红水河桥边跨外缆应力变程(Stress range),从而得该斜缆应力变程分布函数,再经试验得到钢绞线S-N曲线。 然后用Miner法则研究斜缆疲劳寿命、疲劳可靠度及疲劳设计允许应力变程,并以红水河桥边跨外缆为例进行了计算。分析结果可以说明可靠性理论用于疲劳设计的合理性和优越性。     

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。     

闭口钢箱梁悬索桥涡振多尺度模型风洞试验

闭口钢箱梁悬索桥涡振对行车安全、结构耐久和行人舒适度等十分不利。模型风洞试验是研究悬索桥涡振的主要手段。由于涡振对断面气动外形、结构阻尼和雷诺数较为敏感,节段模型和全桥模型涡振试验中都存在缩尺效应。基于闭口钢箱梁悬索桥1∶122全桥气弹模型、1∶60小尺度节段模型和1∶20大尺度节段模型等三组风洞试验发现模型试验中涡振的尺度效应表现为尺寸增大后涡振风速锁定区间变窄并提前但振幅降低。全桥模型试验主缆涡激力激发了加劲梁桥塔和主缆三者高风速涡振现象。     

大跨连续梁桥振动台试验与有限元模型对比分析

以青岛海湾大桥引桥为工程背景,设计三跨连续梁桥(1个固定墩、3个自由墩)的1/20缩尺比例模型。通过振动台试验,研究在连续梁桥纵向设置黏滞阻尼器后的减震效果,与有限元分析结果进行对比。对有、无设置非线性黏滞阻尼器的模型桥梁结构进行动力特性计算以及非线性动力时程分析,从7个方面详细阐述连续梁桥在不同地震烈度下的纵向减震效果,分析结果与试验测试结果相吻合,验证了有限元分析的正确性,为今后工程实践及科学研究奠定基础。     

双塔单缆斜吊索悬索桥索夹的性能试验

南宁市英华大桥为双塔单缆斜吊索的三跨连续钢箱梁悬索桥,本文简述了该桥索夹试验的过程,通过紧缆试验来验证主缆直径及空隙率;通过索夹体机械性能试验、索夹体抗滑试验来验证索夹的机械性能及索夹的抗滑性能。     

超大跨自锚式悬索桥施工过程中力学性能的试验研究

为了研究超大跨自锚式悬索桥施工过程中的力学行为,以跨径160m+406m+160m的双塔双索面超大跨自锚式悬索桥——武西高速公路桃花峪黄河大桥为依托,按照1/30的几何缩尺比和1∶1的力学缩尺比进行试验模型设计及全桥模型试验研究。试验结果揭示出三跨自锚式悬索桥施工过程中"主缆平衡点偏移效应",且理论论证了"主缆平衡点偏移效应"的适用条件,分析出边、中跨主缆不同的非线性效应和变形规律及吊索索力随施工过程的变化规律,指出基于无应力状态控制法、确保吊索张拉安全的吊索二次张拉法和边、中跨主缆位移弱相干性不同的适用条件,得出交界墩及塔梁结合处支反力随施工过程的变化规律及加劲梁配重大小和时机的控制因素,对同类工程具有借鉴意义。     

拉萨市纳金大桥桥塔节段足尺模型试验研究

拉萨市纳金大桥主桥为跨径(70+117+117+70)m的三塔矮塔斜拉桥。为对该桥小半径(分丝管半径为2.5m)大索力(斜拉索在索鞍段的最大径向均布荷载为2372kN/m)鞍座所在桥塔节段的性能进行研究,采用ANSYS建立1/4桥塔节段有限元模型进行应力分析并制作该部分桥塔足尺模型进行试验,测试结构应力、斜拉索与索鞍之间的摩阻力、锚固装置内的环氧砂浆对斜拉索的握裹力。研究结果表明:该桥桥塔采用小半径分丝管是安全可靠的,同时索鞍的摩擦阻力和抗滑力均满足使用要求。通过对有限元分析和试验的总结,提出严格控制转向鞍的加工及定位精度、保证混凝土浇注的密实性、主梁施工时保证两侧对称同步施工等建议。     

三管梭形钢格构柱缩尺模型破坏性稳定试验研究

本文对广州新白云国际机场航站主楼三根三管梭形格构柱缩尺模型进行了立式破坏性稳定试验研究,侧重研究直立三管梭形格构柱在两端铰接约束,竖向轴压情况下的破坏特性与破坏机理,并探讨了稳定极限承载力、变形过程。三管梭形格构柱缩尺模型的比例分别为1/4、1/5、1/6,长度分别是4.7m、4.5m和4.9m,管径分别为68×4、58×4和58×4。缩尺试验在足尺试验的基础上进一步检验有限元分析结果的正确性。在破坏形状与位置、荷载-位移曲线、稳定极限承载力等内容方面,通过试验结果与有限元数值计算结果进行比较表明,二者吻合较好。     

基于多尺度模型的自锚式钢箱梁悬索桥主缆锚固区受力性能研究

应用多尺度有限元方法研究自锚式钢箱梁悬索桥主缆锚固区受力性能与传力特征,针对以往研究中存在的不足,提出将整桥模型通过合理的连接方式统一到锚固区精细模型中以替代刚性边界条件假定的思想,提出主缆锚固区弹性边界的概念。以目前世界上跨度最大的自锚式悬索桥——桃花峪黄河大桥为工程背景,针对大桥主缆锚固区的受力性能,建立多尺度有限元模型。同时,根据传统的研究方法,建立缩尺有限元模型与足尺有限元模型作为对比模型。设计并完成了桃花峪黄河大桥主缆锚固结构的缩尺模型试验以作对比验证。深入的对比研究表明,试验模型、缩尺有限元模型与足尺有限元模型的结果均存在失真区,失真区范围不能被定量确定,导致研究结果不可信并带来庞大的精细有限元试算工作。应用弹性边界这一广义边界条件,提出的锚固区多尺度有限元模型可以精确地预测自锚式钢箱梁悬索桥主缆锚固区的受力性能,且不受失真区的影响,为相关研究提供了一种科学、精确、高效、实用的新思路。     

杭州江东大桥静力特性全桥模型试验研究

杭州江东大桥是一座独柱桥塔、空间缆索、分离式钢箱、单跨悬吊、主梁宽达47m的自锚式悬索桥。按照几何缩尺比1∶16、力缩尺比1∶4的相似比设计了全桥试验模型,利用试验模型研究了结构成桥后的静力力学特性。试验测试了结构的影响线,并根据影响线确定最不利弯矩的加载区间,全面研究了结构在多种工况下的结构行为。试验与理论研究表明,成桥后结构的受力行为基本是线弹性的,可以用线弹性理论进行分析;薄壁、宽箱梁存在明显的剪力滞效应,箱梁截面的应力分布和变形受剪力滞影响较大,主缆和吊索内力受箱梁剪力滞的影响较小。     

华南大桥的加固设计与施工

广州华南大桥主桥为三跨预应力混凝土连续刚构。该桥运营6a后腹板出现大量斜裂缝等病害。分析了该桥主桥裂缝的成因,有针对性地提出了加固设计方案,介绍了加固施工的顺序及工艺要求、过程检测、荷载试验等。通过加固后的荷载试验及加固后运营一年多证明了该桥的加固设计和施工达到了预期目的。该桥的经验对类似工程有一定借鉴意义。     

缩尺模型混合模拟试验测量误差分析及试验验证

基于缩尺模型子结构混合模拟试验方法,将正态分布随机数引入测量误差,利用MATLAB和OpenSEES混合编程技术,分别对剪切型模型、弯剪型模型进行了考虑测量误差的子结构混合模拟数值模拟分析。数值模拟结果表明：在满足JGJ/T 101-2015《建筑抗震试验方法规程》的误差范围内,缩尺比为1/2、1/4缩尺模型的测量误差与足尺模型相应测量误差基本相当。在缩尺比例不小于1/4情况下,随着地震峰值加速度增大,总的累积相对差值呈增加趋势;在相同地震峰值加速度作用下,总的累积相对差值随梁柱线刚度比增加呈减少趋势。通过1/2钢框架子结构混合模拟试验,验证了所提出的缩尺模型子结构混合模拟试验方法的精准性和可行性。     

自锚式钢箱梁悬索桥主缆锚固端模型试验研究

以桃花峪黄河大桥为工程背景,开展自锚式钢箱梁悬索桥主缆锚固结构的缩尺模型试验研究,采用ABAQUS程序,建立了缩尺模型试验的精细有限元模型。试验研究表明:后锚板的荷载-应力曲线存在阶梯状分布特点,呈现沿后锚板、前锚板至顶板、纵隔板逐渐衰弱的规律,说明在缩尺模型试验中存在显著的圣维南现象。将有限元分析结果与试验结果对比分析,二者吻合良好,精细有限元模型能够较好地模拟缩尺模型试验。桃花峪黄河大桥主缆锚固结构设计合理,安全储备高。     

国家体育场钢结构外柱顶部局部结构模型试验

为研究国家体育场钢结构桁架柱外柱顶部肘形扭曲薄壁箱形构件的抗拉性能,完成了一个桁架柱外柱顶部局部结构1/4缩尺模型的拉伸试验。试验结果表明,当模型承受1200kN(1.61倍设计拉力)的拉力时,顶点水平位移为7.80mm,模型结构整体处于弹性;拉力达1700kN(2.28倍设计拉力)时,顶点水平位移为12.75mm,没有发现模型构件有焊缝撕裂或局部屈曲等明显破坏现象。构件的屈服主要发生在弯扭段节间23、跨中区格以及弯扭段与斜柱连接节点外侧的受拉区面板。试验中三根斜柱均处于弹性。     

斜梁式卸煤沟的破坏机理及简化模型

采用1/10缩尺比例的钢筋混凝土模型,对卸煤沟在运行荷载和结构从开裂到破坏的全过程进行了试验.结果表明主梁的斜向布置对侧壁和底板影响较小,斜梁具有弯扭耦合的特性.在此基础上提出用带抗扭约束的简支斜梁和平面刚架分别模拟斜梁和沟槽的简化设计模型,与规范正交卸煤沟的设计方法相统一且计算结果偏于安全.     

超大型双曲线冷却塔振动台试验研究

为了研究超大型双曲线冷却塔的抗震性能,以1/35缩尺加工微粒混凝土全塔试验模型,进行振动台试验研究,介绍了模型在不同地震动作用下的位移反应以及斜支柱等的破坏情况。基于SAP2000进行了试验模型的弹塑性数值分析,并结合试验结果对冷却塔结构在地震作用下的致灾机理进行了研究。结果表明:双曲线冷却塔模型地震作用下壳体部分呈现整体运动的特征,一字斜支柱柱底是结构的首要薄弱部位,地震波频谱特性对其地震响应影响较大,应尽量避免在软弱场地下建造大型冷却塔。     

某复杂大跨度站房屋盖结构静力加载试验模型设计

主次桁架、变椭圆截面钢斜柱、钢管格构式斜柱、单层椭球壳和鱼眼形结构共同组成了一复杂大跨度站房屋盖结构。为进一步了解结构的力学性能,对该结构进行了试验模型设计并完成了模型静力加载试验。模型设计过程中,在结构纵向截取有代表性的基本单元,其涵盖了屋盖的主要结构特征,并制作了1∶20的大比例缩尺模型。在模型设计中利用相似原理进行了各参数相似比的确定,然后进行了屋盖结构与下部结构间的支座条件模拟。为验证缩尺模型的合理性,对实际模型与试验模型采用有限元软件进行了相似原理验证。验证结果表明:缩尺结构模型能够反应实际结构的基本受力性能。该文的研究成果可为类似工程的模型试验设计与制作提供参考。     

钢筋混凝土T形柱斜撑框架抗震性能试验研究

对 1/ 2缩尺比例、单层单跨的 3榀钢筋混凝土T形柱斜撑框架和 1榀钢筋混凝土T形柱框架在低周反复水平荷载作用下进行了试验研究 ,分析了钢筋混凝土异形柱斜撑框架的承载力、刚度、延性、恢复力特性、耗能能力及破坏机制等。研究结果表明 ,钢筋混凝土T形柱斜撑框架结构具有良好的抗震性能     

某自锚式钢结构悬索桥主缆锚固区力学性能研究

主缆锚固区是自锚式悬索桥的关键局部结构,其构造和传力机理复杂。为探讨某自锚式钢结构悬索桥主缆锚固区的力学性能,对主缆锚固区进行缩尺模型试验研究,并建立足尺有限元模型进一步对比分析主缆锚固区的受力性能。研究表明:缩尺模型试验结果与足尺有限元模拟结果吻合较好,缩尺模型试验考虑了锚固区主要的边界约束条件,试验测试结果精度较高;1.0倍主缆索力作用下,主缆锚固区整体变形不明显,板件没有发生局部屈曲;1.5倍主缆索力作用下,外侧腹板部分板件发生局部屈曲,但锚固区大部分板件仍处于弹性受力状态;主缆锚固区应力分布合理,无明显应力集中区域,主缆锚固区构造合理。