大跨度斜拉桥结构非线性分析方法研究

随着斜拉桥结构在桥梁实际工程中逐步广泛应用,对于斜拉桥的结构分析方法也得到一定发展。本文首先回顾了斜拉桥结构分析方法的发展历程,解析了大跨度斜拉桥的非线性问题,阐述了大跨度斜拉桥几何非线性分析的基本理论,并归纳总结提出了斜拉桥几何非线性的分析方法。     

斜拉索的施工随机误差对斜拉桥的影响

在斜拉桥的施工过程中,斜拉索的索力误差往往导致斜拉桥整体结构的内力状态和外形偏离设计目标。通过对以往数座已经施工完成斜拉桥索力数据的随机方法处理,运用有限元软件ANSYS概率设计系统中的蒙特卡罗法,综合考虑斜拉桥结构几何非线性效应等因素,主要分析了斜拉索索力值的随机施工误差对斜拉桥结构的响应以及误差参数变化带来斜拉桥结构的影响,定量给出了斜拉索索力值随机施工误差对斜拉桥结构的不利影响。     

部分斜拉桥

部分斜拉桥是介于PC斜拉桥与PC箱梁桥两种桥梁之间的一种新的结构形式,其结构特点是索塔较矮,故又称矮塔斜拉桥。这一新的桥梁结构型式由法国人Mathivat于1988年提出,1994年日本建成了世界上第一座部分斜拉桥一一小田原港桥,此后,部分斜拉桥在国内外得到了迅速的发展。2001年我国建成了国内第一座部分斜拉桥——漳州战备大桥。     

浦上大桥部分斜拉桥动力特性分析

部分斜拉桥结构体系介于常规斜拉桥和梁式桥之间,是一种新型桥梁结构体系,其结构体系参数灵活多变,并直接影响结构的动力性能。福州市重点工程建设项目“浦上大桥斜拉桥主桥”为三塔四跨双侧单索部分斜拉桥,跨径组成为72m 2×110m 72m,全长364m。本文建立了该桥空间有限元动力分析模型,重点研究该桥结构体系的自振频率和振型特征,并分析部分斜拉桥区别于常规斜拉桥动力特性的主要特点。     

大跨度预应力混凝土斜拉桥的动力特性研究

以一座大跨度预应力混凝土斜拉桥为例,阐述了斜拉桥动力分析中所采用的几种有限元模型,并根据通用程序建立了典型斜拉桥的三维空间有限元模型,详细分析了该典型斜拉桥结构的动力特性。研究表明:典型斜拉桥结构固有频率很低,模态密集,存在很多耦合振动的情况。     

浅谈多塔斜拉桥

通过对比多塔斜拉桥与普通两塔斜拉桥的力学行为，分析了多塔斜拉桥的结构特性，并对提高多塔斜拉桥结构刚度的方法作了讨论。     

斜拉桥在日本的发展

回顾了近期斜拉桥在日本的发展,详细地介绍了钢结构斜拉桥的梁体设计、桥塔和桥门架设计,并对其建造特点做了阐述,指出了日本斜拉桥桥塔结构形式的优点,为斜拉桥在材料、结构形式、设计和施工技术方面的研究提供了参考。     

地震差动下边界-地基-斜拉桥体系破坏特征

同时考虑边界条件和地基–结构相互作用对大跨桥梁结构地震响应的影响是个复杂问题。本文以一大跨斜拉桥为例,通过开发的系列程序建立了边界–地基–桩–斜拉桥结构的ABAQUS模型,生成了目标场地多点地震动,对比了不同地基边界条件对大跨斜拉桥结构自振特性的影响,探讨了地表/地下多点地震动作用下、不同地基边界条件对大跨斜拉桥体系弹塑性发展过程及倒塌模式的影响规律。结果表明:(1)进行大跨斜拉桥结构的抗震分析时,有必要考虑地基边界条件的影响;(2)地表多点地震动输入下,考虑地基–结构相互作用时,大跨斜拉桥结构的弹塑性发展过程和倒塌模式与单独斜拉桥不同;(3)粘弹性人工边界条件考虑了周围土体对地基的作用,地基相对变形较小,对上部斜拉桥结构起到了一定的保护作用。     

我国斜拉桥的现状与展望

介绍了我国斜拉桥的现状,内容包括斜拉桥的总体布置、斜索的形式、主梁截面形式、桥塔布置形式、斜拉桥的结构体系形式及斜拉桥的类型.最后对修建超大跨度斜拉桥的技术难题进行了展望.     

部分斜拉桥结构性能研究

本文总结了部分斜拉桥的设计参数,同连续梁桥和斜拉桥的结构特性进行了对比,分析了结构刚度的影响因素,对部分斜拉桥适合建造的场合提出了建议,为以后此类桥梁的设计提供了借鉴。     

列车荷载作用下铁路斜拉桥索-梁相关振动研究

为了研究大跨度铁路斜拉桥的索-梁相关振动,基于拉索非线性振动理论,开发了有限元索动力单元,该单元在静力计算中为普通直杆单元,动力特性计算中可以计算拉索局部自振频率,动力时程计算中可以计算拉索非线性振动与整体结构振动的相互作用;编制了计算程序,建立了大跨度铁路斜拉桥有限元模型,同时使用索动力单元模拟斜拉索,最后研究了列车通过斜拉桥时梁、塔的带动下拉索发生索-梁相关振动的特性。结果表明:对于大跨度铁路斜拉桥,列车在设计速度范围内通过桥梁时索-梁相关振动不会导致拉索产生大幅振动。     

巴河特大桥斜拉索安装施工关键技术

矮塔斜拉桥作为一种介于传统斜拉桥与普通连续梁桥之间的斜拉组合体系桥,具备跨度大、刚性强、造型美、成本低、施工简便等诸多特点,遂近几十年间于世界各地广为兴建.本文结合巴河特大桥项目施工实际,就矮塔斜拉桥的斜拉索安装施工关键技术展开全面探讨,以期可对类似桥梁施工项目有所借鉴参考价值.     

济宁光府河斜拉桥设计

济宁光府河斜拉桥为宽跨比较大的独塔双跨斜交式斜拉桥，介绍了结构体系的选定及其不同于正交式斜拉桥而采用的结构特殊设计措施，并结合使用功能要求对常规边主梁的构造进行设计改进。     

巴东长江公路大桥主梁构造与斜拉索受力分析

巴东长江公路大桥是国道209线在鄂西部跨越长江的特大型桥梁工程，其主桥是主跨为388米的双索面、全漂浮体系PC斜拉桥；本文介绍了大桥工程斜拉桥主梁的主要结构设计和斜拉索受力分析。大桥于2001年3月动工，计划于2004年6月竣工。     

斜拉桥空间有限元精细化建模技术研究

斜拉桥是桥梁结构中比较复杂的一种,由于有塔墩和斜拉索的作用,结构处于高次超静定状态。斜拉桥结构分析以往大多采用平面杆系模型或三维梁格单元模型,很少有人采用索单元和三维实体单元建立斜拉桥全桥模型进行结构分析。采用梁格单元模型分析斜拉桥无法准确模拟主梁抗扭刚度、剪力滞、偏心荷载作用等,在做斜拉桥荷载试验时很难获得全桥任意车列荷载作用下,空间位置测点的理论计算结果。本文将详述利用交通部公路科学研究院开发的桥梁检测分析系统QLJC建立斜拉桥的索单元和实体单元组合的精细化斜拉桥有限元全桥模型,其中拉索用2节点索单元离散,主梁和塔墩用实体单元离散,拉索、主梁和塔墩单元之间通过节点位移约束方程连接。采用的实体单元是12节点等参元,它更适合于桥梁这种横向尺寸小纵向尺寸大的细长结构,这是一种切实可行的斜拉桥空间分析方法。本文给出了一些动静力分析的结果。     

新型斜拉桥和摩天轮组合结构动力性能分析

慈海桥是由新型斜拉桥和摩天轮组合而成的结构体系，文中介绍了慈海桥的工程概况，分析了斜拉桥存在的三种几何非线性因素：拉索垂度效应、大位移效应和梁柱效应。建立了新型斜拉桥和摩天轮组合结构的三维有限元模型。提出了每种几何非线性因素的处理办法，分别对摩天轮、新型斜拉桥和整体组合结构进行了模态分析，求得了各自和整体的自振频率，分析了单个结构和整体结构的自振特点，指出组合结构具有分段密集的频谱，振型复杂，在低阶频率中，摩天轮振型所占比例较多。斜拉桥所占比例较小，且多数与摩天轮的振动耦合在一起。     

武汉三官汉江公路大桥技术创新

本项目系统研究并设计了大跨度预应力混凝土部分斜拉桥宽幅主梁的合理截面形式,总结了大悬臂加劲隔板箱形截面主梁的受力性能,针对性地提出了宽幅主梁耐久性防裂措施;研发了部分斜拉桥新型单侧双向抗滑锚固系统,模拟实桥进行了单根钢绞线抽换试验,可以使部分斜拉桥的斜拉索真正做到可更换、可检测     

济南黄河三桥大体积混凝土温度裂缝控制技术

针对大型斜拉桥梁大体积混凝土施工中的温度裂缝难题,对济南黄河三桥进行了实例分析,通过采用仿真分析与跟踪监测技术相结合的温控体系,从而解决了大体积混凝土施工中由于内外温差过大而容易造成开裂问题,为今后斜拉桥大体积混凝土施工提供了经验。     

大跨度斜拉桥的安全性评估研究

依据建立的斜拉桥安全性评估模型和安全性评估方法及原理,基于矩阵实验室(Matlab)编制了大跨度斜拉桥安全性评估算法,对索力、线形、自振频率等进行了评估。计算结果表明,随着均衡系数"的减小,桥梁构件评估结果是一个加速退化的过程;变权模式作用下的变权权重越发散,评估结果的退化过程越剧烈,均衡系数-评分(Alfa-Grade)曲线曲率越大。     

OVM250钢绞线斜拉索锚固系统可靠性研究

随着现代大跨度斜拉桥的发展,钢绞线斜拉索采用现场制索,具有无需大型制索、运输、吊装和张拉牵引设备、拉索的整体防护性能优越等优势,已越来越受到设计者的青睐。钢绞线斜拉索作为斜拉桥的承重构件,堪称斜拉桥的生命索,其可靠性是决定斜拉桥安全可靠的关键因素之一。文章主要介绍了OVM250钢绞线斜拉索体系设计改进过程中对拉索锚固系统的可靠性研究,通过有效提高拉索锚具组件的疲劳性能的设计手段,对拉索锚固单元进行优化设计,保证拉索锚具组件的安全可靠,通过OVM250-139拉索锚具组件的疲劳试验,进一步验证了OVM250钢绞线拉索体系优异的抗疲劳性能。