琼州海峡超大跨度公铁两用悬索桥方案的提出和初步研究

以琼州海峡地质、地貌条件为基础,研究了超大跨度公铁两用悬索桥的合理桥跨布置;分析不同跨度对各种材料性能和构件尺寸的要求;探讨连跨悬索桥中间桥塔纵向刚度对全桥竖向刚度的影响;对比适用于超大跨度公铁两用悬索桥的加劲梁截面形式;提出琼州海峡超大跨度公铁两用悬索桥的结构可行方案及若干需要进一步研究的问题。     

悬索桥损伤识别概述

根据悬索桥的特点,提出了大跨度悬索桥结构损伤识别的实用方法,即整体识别和局部识别,对具体的损伤判断方法进行了论述,从而大大推动了悬索桥损伤识别的研究、应用,并指出从整体到局部对悬索桥进行损伤识别具有一定的实用性。     

大跨度稳定型悬索桥力学性能分析

近年来悬索桥已成为大跨桥梁的首选桥型,而稳定型悬索桥作为普通悬索桥的优化结构,势必将在大跨径领域有广泛发展,因此研究大跨度稳定型悬索桥的力学特性具有十分重要的意义。首先建立稳定型悬索桥和与之相应的普通悬索桥,并对两者进行了多项力学性能分析对比,研究了静力特性、动力特性、地震响应振动特性。藉此确定大跨度稳定型悬索桥的力学特性,相比较结果可得大跨度稳定型悬索桥各方面力学性能要明显优于大跨度普通悬索桥。     

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。     

地震作用下大跨度悬索桥纵向破坏模式研究

地震作用下结构破坏模式研究是合理保证结构震后安全性的基础,而目前对大跨度悬索桥破坏模式的研究还很少。在大跨度悬索桥中,主缆、加劲梁、吊索等构件组成柔性悬吊体系一般采用钢结构,而主塔为核心支撑构件,且目前在我国修建的大跨度悬索桥中,基本都是门式或框架式的钢筋混凝土桥塔。因此,地震破坏模式的研究重点为大跨度悬索桥的钢筋混凝土桥塔。借助大型有限元分析程序,以润扬大跨度悬索桥的设计方案为背景,对地震作用下大跨度悬索桥纵向破坏模式及其特征展开探讨,发现其桥塔地震破坏模式为具有同时性特征的双塑性铰破坏模式,此失效模式表明此时塑性铰依次形成机制不存在,其屈服后的塑性性能是否能如中小桥梁一样被大幅利用以及如何利用,应由桥塔的塑性动力稳定决定。     

大跨度悬索桥设计流派研究与展望

介绍了悬索桥的组成,研究了悬索桥的设计流派,从设计理论、桥型及施工方法等方面探讨了悬索桥的发展,尝试性地总结了我国悬索桥设计的特点,为其在世界悬索桥流派中占有一席之地打下基础。     

超窄桁式加劲梁悬索桥有限元分析

以某超窄桥面桁式加劲梁悬索桥为例,重点针对带有钢管混凝土桥塔的超窄桥面桁式加劲梁悬索桥进行结构有限元分析,并给出具有一定价值的结论,分析成果为今后超窄桁式加劲梁悬索桥结构设计提供了指导。     

钢箱梁悬索桥模态阻尼比分析

悬索桥的阻尼问题是动力学计算中必须考虑的重要问题。悬索桥阻尼特征的研究往往采用实际测量的方法,其结果往往由于使用激励的不同、分析方法的不同而离散程度较大。文章通过对于已有的悬索桥测量数据进行分析,对Davernport所提出的阻尼比与模态频率拟合关系式进行了优化。在此基础上,以江阴长江大桥等10座大跨度钢箱梁悬索桥为研究对象,对其实测阻尼比数据进行拟合,得到了阻尼比拟合参数与曲线。通过对拟合参数分布及拟合数据的离散程度的分析,定性分析了钢箱梁悬索桥的阻尼比特性。同时针对跨度的不同、中央扣的设置等对钢箱梁悬索桥动力特性计算时,模态阻尼比的选取提出了一定的建议。     

大跨度县索桥落梁法成桥施工技术

大跨度悬索桥的落梁法成桥施工具有施工周期短，施工机具占用少，施工费用低等特点，特别适用于大跨度自锚式悬索桥桥的施工     

大跨度悬索桥三维颤振的非线性分析

基于PK—F法 ,考虑结构以及气动力随结构变形的非线性变化影响因素 ,提出了大跨度桥梁三维非线性颤振频域分析方法。该方法能预测出结构在颤振前后整个过程的振动特性以及颤振临界状态。最后 ,运用该方法对江阴长江大桥和跨度为 2 0 0 0m的超大跨度悬索桥进行了非线性颤振分析 ,揭示了非线性因素对大跨度悬索桥颤振特性影响的机理和规律     

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。     

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。     

悬索桥的控制计算与安全监测理论研究

通过对大跨度悬索桥施工控制的特点和重点的总结与分析,以主缆悬链线为主要研究对象,讨论悬索桥的控制计算,并对GPS在大跨径悬索桥安全监测中的应用进行探讨。     

大跨径小矢跨比人行悬索桥力学性能分析研究

人行悬索桥相比公路悬索桥而言,桥面宽度较窄,结构整体刚度小,属于大跨径柔性结构。国内外大多数悬索桥的矢跨比都在1/12～1/9之间,人行悬索桥考虑到景观效果要求,因此可能设计成小矢跨比悬索桥。为了研究小矢跨比人行悬索桥的受力性能,该文以1/16小矢跨比景区大跨径人行悬索桥为研究对象,通过美国大型通用高级非线性有限元软件MSC.Marc建立了主跨416m人行悬索桥三维空间有限元分析模型,研究了小矢跨比下人行悬索桥结构受力性能。分析结果表明,小矢跨比人行悬索桥在一定程度上影响结构整体刚度的变化,得出在不同荷载作用效应下结构受力性能规律,并且在景区修建小矢跨比人行悬索桥是可行的,研究结论可为柔性人行悬索桥的合理设计提供一定参考依据。     

大跨管道悬索桥抗风特性试验研究

大跨度管道悬索桥,由于没有桥面板,其抗风特性与普通悬索桥具有一定的差异,目前没有专门的管道桥抗风规范,抗风问题已成为管道桥设计中的重要考虑因素。文章以某大跨度管道悬索桥为工程背景,总结山区峡谷管道桥设计风参数的选取方法,得到管道桥桥面高度处的设计风速。通过节段模型风洞试验,获取了管道桥的气动力系数,为桥梁的抗风设计提供重要参数。通过节段段模型动力试验,详细研究了该桥的气动性能。最后给出了管道桥的全桥气弹模型试验的风致响应特性。研究结果表明,跨度不超过300 m的管道悬索桥具有很好的抗风安全性,为以后管道桥抗风规范的编写等提供参考和依据。     

行波效应对大跨度悬索桥地震响应的影响分析

为了研究行波效应对大跨度悬索桥地震响应的影响,本文以南沙大桥(原名:虎门二桥)坭洲水道桥为工程背景,建立ANSYS三维空间有限元模型,采用非线性时程分析法研究地震一致激励作用和多点激励行波效应对大跨度悬索桥结构关键位置内力及位移的影响。为使结果更具有普遍适用性,选取了500m/s至8000m/s范围内的9组视波速。研究结果表明:对于大跨度悬索桥,多点激励行波效应对各桥塔塔底内力、塔顶位移、梁端位移及塔梁相对位移影响不同。在视波速超过一定水平时,主塔塔底轴力、剪力及梁端位移均趋近于一致激励情况;而对于塔顶位移及塔梁相对位移,多点激励行波效应下的结构响应与一致激励情况有较大差异。因此,大跨度悬索桥的抗震设计应重点考虑行波效应的影响。     

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     

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。     

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。     

行波效应对大跨多塔悬索桥纵向约束体系影响研究

大跨度多塔悬索桥各地面支承距离很大,行波效应对结构地震反应影响较大。基于直接输入位移法建立了多点激励时程分析模型。选取一座全长2 940 m的三塔两跨悬索桥为研究对象,分析了不同的塔梁纵向约束体系以及不同视波速下行波效应对大跨多塔悬索桥的影响。研究结果表明:行波效应可能会增大边塔底部的内力而减小中塔底部的内力,行波效应也可能会增大塔梁的相对位移和主梁与引桥梁的相对位移。因此,在对大跨度多塔连跨悬索结构进行抗震分析时,必须考虑行波效应的影响。