自锚式悬索桥施工控制中吊杆张拉力的确定

自锚式悬索桥施工过程中,控制吊杆施工张拉力,使桥梁在施工完毕后达到理想的设计状态,是个非常重要的工作。结合自锚式悬索桥施工过程中的力学特性,提出了基于几何线性、几何非线性的影响矩阵法确定自锚式悬索桥的施工张拉力。该方法计算简单,所得结果符合要求。     

基于Midas的悬索桥倒拆分析方法探讨

在悬索桥的设计及实际施工中,确定悬索桥空缆状态及各个施工阶段的状态是至关重要的。因此,需对悬索桥进行倒拆分析,以确定空缆状态下的主缆线形及相关受力状态。本文结合具体实例,确定成桥状态,利用桥梁结构有限元分析软件Midas Civil建立悬索桥分析模型,考虑几何非线性影响,进行悬索桥的倒拆分析,确定空缆时的结构状态,总结相关结论,为类似悬索桥的设计和施工提供参考依据。     

悬索桥施工阶段全过程动力特性分析

在悬索桥施工过程中,随着主梁拼装长度的增加,对悬索桥固有动力特性影响较大的主缆拉力和形状也不断变化。因此在对悬索桥作施工全过程动力特性分析之前,必须首先计算各状态的主缆轴力和几何形状。本文编制了用于悬索体系非线性静力分析的有限元程序ＳＵＳＣＡＢ,并以广东虎门珠江大桥为工程背景,给出了悬索桥施工全过程动力特性分析的基本步骤,讨论了整个施工过程中结构固有动力特性的演变情况和主梁抗扭刚度的不同取值对结构扭频的影响。     

悬索桥几何非线性分析方法

简述了悬索桥的组成,分析了悬索桥几何非线性分析的基本原理,详细介绍了悬索桥几何非线性分析的基本方法,包括增量法、迭代法和混合法,以提高人们对悬索桥结构特性的认识,积累悬索桥设计的经验。     

基于ANSYS二次开发的倒张型悬索桥分阶段非线性优化设计

在对倒张型悬索桥进行设计时,基于倒张型悬索桥的施工形成过程,首先建立施工阶段和成桥阶段的参数化有限元模型,然后提出随机优化、零阶优化和一阶优化相结合的综合非线性优化方法.同时,通过对ANSYS程序的二次开发,利用ANSYS的APDL语言和UPFs特性,编制倒张型悬索桥全面优化设计和非线性有限元分析综合辅助程序.采用提出的综合非线性优化方法和编制的综合辅助程序,对施工阶段和成桥阶段的倒张型悬索桥进行优化设计.在优化设计的过程中,考虑各种非线性因素的影响,对倒张型悬索桥设计和施工中的关键因素进行优化,从而使倒张型悬索桥的受力和变形达到比较合理的状态.从优化前后的非线性有限元分析结果来看,文中采用的综合非线性优化方法简单高效,十分利于多变量非线性优化;编制的倒张型悬索桥全面优化设计和非线性有限元分析综合辅助程序,很好地解决了倒张型悬索桥的优化设计问题,优化的效果明显.     

基于ANSYS的钢筋混凝土悬索桥有限元分析

对悬索桥及其刚度、几何非线性等进行了理论分析,结合实际工程背景,利用ANSYS对悬索桥进行了三维空间分析,通过与实测值比较,说明ANSYS完全可以很精确地模拟悬索桥进行结构分析.     

稳定型悬索桥与普通悬索桥固有振动对比研究

用含索组合有限元模型模拟稳定型悬索桥和普通悬索桥,考虑结构几何非线性特征,导出了系统广义特征方程,计算了两桥型前十阶特征对,对比分析了稳定型悬索桥及普通悬索桥垂直—扭转耦合固有振动。结果表明．稳定型悬索桥具有良好时自振特性。     

三塔悬索桥施工全过程空气动力稳定性研究

采用三维非线性空气动力稳定性分析程序,分析三塔悬索桥施工全过程空气动力稳定性的变化规律,揭示了不同主梁施工顺序对三塔悬索桥施工过程空气动力稳定性的影响,并探讨具有良好空气动力稳定性的主梁施工顺序。     

大跨径自锚式悬索桥主缆位移特性分析

针对大跨径自锚式悬索桥的主缆位移特性问题,采用理论计算分析与全桥模型试验相结合的方法,研究大跨径自锚式悬索桥主梁脱架前后主缆位移的相干性,分析施工阶段和成桥阶段主缆位移的几何非线性特征,揭示结构体系转换对主缆位移的影响。结果表明:主缆位移的弱相干性仅适用于主梁完全脱架前;在施工阶段,主缆位移的几何非线性行为主要经历线性特征显著、非线性特征增强、非线性特征弱化、线性化趋势明显的四个阶段;影响线零点表现出比其他主缆位置更为明显的几何非线性特征,且随着工况增加,不断向张拉点靠近并最终与其相邻;结构体系转换对主缆位移几何非线性特征的影响强烈;主缆的垂跨比对主缆位移几何非线性特征强弱的影响是不容忽视的;在成桥阶段,在结构恒载作用下,主缆位移线性化趋势更加明显。     

自锚式悬索桥吊索张拉过程计算分析

以国内某自锚式悬索桥为工程背景,建立详细的有限元计算模型,对自锚式悬索桥吊索的施工张拉过程进行计算分析。计算结果表明:主缆几何非线性对吊索的张拉施工影响较大,分批次张拉吊索施工过程中主缆和吊索应力变化均匀,满足施工控制的需要。     

大跨度悬索桥索塔非线性稳定分析

针对某大跨度悬索桥高达195.3 m的主塔,采用通用有限元软件ANSYS10.0建立三维有限元计算模型,分析了几何非线性和材料非线性对主塔稳定性的影响,计算结果表明,几何非线性和材料缺陷对主塔的稳定性影响明显,在设计计算中要考虑受风荷载后的非线性稳定性。     

中小跨径悬索桥主缆线形简化计算方法研究

悬索桥主缆线形的计算在悬索桥设计与施工控制中具有十分重要的意义,针对精确的计算理论在有限元迭代计算中难以收敛和耗费大量计算时间的缺点,考虑到中小跨径悬索桥的小垂度主缆的特点,给出不同重力刚度下索单元与梁单元相互转化的理论依据,从理论上保证了在主缆线形计算中采用梁单元模拟主缆的可行性;介绍了梁单元几何非线性计算的基本原理与基本方法,并通过固镇县浍河二桥主缆线形计算验证了方法的可靠性。实际计算结果表明,对于中小跨径悬索桥主缆线形所采用的这种简化计算方法,具有计算速度快、算法稳定、易于收敛的优点。     

钢桁架拱桥非线性稳定性分析

在经典地考虑材料和几何非线性的稳定理论上,采用通用有限元分析软件SAP2000分析了一座钢桁架拱桥,计算结果表明,几何非线性对其稳定性影响很大,同时材料非线性也不可忽视。     

大跨径拱桥拱轴线参数对几何非线性影响研究

针对目前拱桥非线性研究现状,对钢管混凝土劲性骨架拱桥改变其参数的1 000多个模型,用ANSYS有限元程序进行线性和非线性分析,并进行比较分析,得出拱桥的拱轴线参数对几何非线性的影响,为此类桥型设计提供经验。     

悬索桥结构几何非线性分析方法

针对悬索桥的几何非线性特点,阐述了几何非线性的影响因素以及分析计算方法,研究结果表明,主缆垂度、结构大位移和初始内力引起的非线性对结构内力和线形产生较大的影响,必须充分考虑其影响程度,才能准确把握悬索桥结构的受力状态。     

Impact protection of bridge piers against rockfall

The Dujiangyan-Wenchuan highway serves as a vital passage to and from the region severely damaged by the 5.12 Wenchuan Earthquake in China. Chediguan Bridge is located on the highway and spans the Minjiang River. During the earthquake, the bridge was severely destroyed by rockfalls. Although the bridge was subsequently rebuilt and opened to traffic on May 12, 2009, it was destroyed again on July 25, 2009 by rock avalanches that had been located perilously high on the right bank of the Minjiang River, and caused deaths, casualties, and roads being cut off. A subsequent investigation revealed multiple perilous rocky areas on the massif along the Minjiang river bank, indicating an extremely high risk of another rockfall hazard, which could, again, lead to damage to the bridge and a further disastrous outcome. To mitigate the rockfall hazard to the bridge, a new flexible, energy-dissipating crashworthy device for bridge piers is developed to withstand the impact of rockfall. Numerical simulations using nonlinear finite element analysis was carried out to simulate the rockfall impact process on bridge piers. The following influencing factors during the impact process were taken into account: material nonlinearity, geometric nonlinearity, as well as contact nonlinearity. The results show that the new protective structure of bridge piers can effectively buffer rockfall impacts and significantly improve the anti-impact capability of the bridge piers.

     

PC斜拉式桁架梁桥敏感参数分析

为了准确地把握PC斜拉桥在各施工阶段及营运阶段内力及线形变化情况,以某PC斜拉式桁架梁桥为例,借助大型有限元计算程序,建立了三维空间有限元模型。运用仿真分析方法,对该结构受力特性进行了相应的研究,得出混凝土收缩徐变、温度变化、非线性等敏感参数对该桥内力及线形的影响规律。结果表明:混凝土收缩徐变、非线性及刚度误差对结构内力影响较小,对结构挠度的影响较大,挠度变化值自中跨跨中向两侧呈线性递减趋势;温度与自重误差对结构的内力及线形影响相对较小,挠度变化值自跨中对称向两侧呈抛物线变化,而轴力变化值在全桥范围内分布较为均匀。     

任意截面钢筋混凝土长柱在双向弯曲及轴向作用下的承载力分析

提出任意截面钢筋混凝土长柱在双向弯曲及轴向作用下承载力分析模型 ,同时考虑了材料非线性和几何非线性对柱承载力的影响。混凝土和钢筋的本构关系用三次多项式模拟。所推导的单元刚度是材料非线性刚度、几何刚度以及位移 -内力相互作用矩阵的简单迭加。所建立的标准有限元模型很容易与其它有限元模型兼容。理论分析结果与实验结果吻合较好。     

悬索桥基础变位监控指标的研究

对悬索桥基础变位设计控制指标的拟订方法进行了详细总结,叙述了利用几何非线性有限元方法进行运营期基础变位监控指标拟订的必要性。介绍了利用三维几何非线性有限元方法拟订的润扬大桥基础变位的监控指标模型,该模型已应用到实际工程中。     

Flutter reliability analysis of suspension bridges

A reliability analysis method is proposed in this paper through a combination of the advantages of the response surface method (RSM), finite element method (FEM), first-order reliability method (FORM) and the importance sampling updating method. The method is especially applicable for the reliability evaluation of complex structures of which the limit state surfaces are not known explicitly. After the accuracy and efficiency of the method are demonstrated through numerical examples, the method is used to estimate the flutter reliability of a suspension bridge. The uncertainties such as material properties, geometric parameters, structural damping ratio, flutter derivatives and extreme wind velocity at the bridge site are considered. The example suspension bridge is the Jiang Yin Bridge with a main span length of 1385 m built in China. The results show that the proposed method based on an empirical formula in which the limit state function is explicitly represented as a function of variables overestimates the flutter reliability of suspension bridges. The actual flutter reliability should be more accurately analyzed using the proposed method based on the deterministic finite element method in which the limit state function is implicitly represented as a function of variables. Finally, the most influential random variables on flutter reliability of suspension bridges are identified by using a sensitivity analysis.