大跨径斜拉桥火灾下风险防范措施研究

为了研究制定斜拉桥火灾作用下的风险防范措施,以某斜拉桥为工程对象,结合桥梁发生汽车燃烧火灾事故特点,制定斜拉桥火灾事故防护体系图,在桥梁关键部位设置各类标志措施以实现火灾下的交通疏散。建立斜拉桥抗火救援保障体系,布置监控报警系统和桥梁应急显示系统,关键部位设立消防灭火措施,保证了火灾下斜拉桥的安全运营。     

斜拉桥模型设计与试验研究

通过理论分析、计算和模拟试验,设计了斜拉桥的结构模型．结果表明,模型的设计是合理的,计算所得的结果是正确可靠的,重点介绍了模型的结构选型、细部构造以及制作工艺．     

Analysis of precision and error of cable force identification of cable-stayed bridge

In this paper,in order to improve the precision of cable force identification of a practical cable-stayed bridge and consider some precision problems of vibration method in surveying the cable force in the engineering application,firstly,three calculation methods for the cable force measurement are analyzed and contrasted;secondly,using the method of finite element numerical simulation and the theory of the error analysis,the effect of both bending rigidity and constraint conditions on simple formula of vibration method is investigated;and the dependence of the precision of cable frequency identification on spectrum resolution,sampling time,and the number of sampling points is studied;Finally,fundamental frequency method,frequency difference method,and peak value method are applied to the cable force calculation of a practical project;and their computational precision and error are contrasted and analyzed.It is observed that it is essential to take into account the effect of every factor on the precision of the cable force identification and make it possible to identify the cable force more accurate by vibration method;and that it simultaneously provides an effective basis for the development of a high-precision equipment.     

地震作用下全浮漂大跨斜拉桥耗能减震控制研究

以某实际全浮漂大跨斜拉桥为研究应用对象,探讨了全浮漂大跨斜拉桥阻尼器的布置原则,考虑桩-土的相互作用,建立了全桥空间有限元分析模型,针对该非比例阻尼体系,通过基于应变能理论的振型阻尼分别考虑上部结构阻尼、下部结构阻尼和阻尼器阻尼,从而实现结构不同部分不同阻尼引入到有限元分析模型。然后进行了粘滞阻尼器参数优化,得到了最优阻尼系数和最优阻尼速度指数,并进行减震效果分析。研究结果表明：采用粘滞阻尼器可有效控制结构的地震响应,主塔顶位移、主梁位移和主塔底弯矩分别减小为普通全浮漂体系的60.4%、56.7% 、71.8%,各个桥墩支座位移减震效果;随着阻尼系数增加和阻尼速度指数的减小,梁端位移、塔顶位移和阻尼器位移减小,主塔墩底弯矩单调减少,当达到阻尼系数增加和阻尼速度指数的减小到一定值时主塔墩底弯矩控制效果基本稳定。     

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。     

混凝土斜拉桥施工及运营阶段的非线性影响分析

以武汉市江汉四桥(主跨232m的独塔双索面预应力混凝土斜拉桥)为例,对混凝土斜拉桥在施工阶段和使用阶段由荷载及温度作用所导致的结构反应进行了现场检测,对结构中的几何非线性影响进行了比较详尽的分析。结果表明:合拢前由施工荷载所导致主梁位移中的非线性影响最大可达18.8%,索力中的非线性影响最大可达18.3%,由温度作用所导致主梁位移中的非线性影响最大可达14.5%,索力中的非线性影响最大可达16.3%;合拢后由桥面二期恒载所导致主梁位移中的非线性影响最大可达14.1%,索力中的非线性影响最大可达15.3%;成桥后由汽车活载所导致主梁位移中的非线性影响最大可达12%,索力中的非线性影响最大可达9.5%。同时与实测值比较可以看出非线性结果更能反映结构的实际受力状态。     

斜置拉索表面脉动风力特性研究

采用一套可调节拉索模型倾角和风向角的试验装置,通过同步测压风洞试验,测得了三维拉索（考虑了拉索的倾角和风向角）表面的脉动风压分布。风洞试验考虑了风向角和Re数的影响,试验风向角为0～45°,试验 Re数为1.17×105 和2.34×105,两种Re数分别处在亚临界区和临界区内。通过进一步的分析,得到了两种Re数下风压功率谱、脉动风力和风力功率谱随风向角的变化情况。研究表明：随着风向角的增大,斜拉索的Strouhal数逐渐减小;当Re数进入临界区后,拉索的脉动风压分布和脉动风力将发生很大变化     

Parametric oscillation of cables and aerodynamic effect

This paper addresses the aerodynamic effect on the nonlinear oscillation, particularly parametric vibration of cables in cable-stayed bridges. A simplified 2-DOF model, including a beam and a stayed cable, is formulated first. Response of the cable under global harmonic excitation which is associated with wind speed is obtained using the multiple scales method. Via numerical analysis, the stability condition of the cable in terms of wind speed is derived. The method is applied to a numerical example and a long-span bridge to analyze its all stay cables. It is demonstrated that very large vibration at one of the longest cables in the middle span of the bridge can be parametrically excited when the wind speed is over around 210 km/h (58.5 m/s).     

斜拉桥塔梁同步施工过程的力学特性

为了研究斜拉桥在满堂支架分段拆除的塔梁同步施工过程中主梁、主塔和斜拉索等结构力学性能的变化,通过Midas/Civil(multitier distributed applications services/Civil)有限元分析软件,实现了斜拉桥施工过程的结构力学性能计算分析。依托亚洲最大转体重量斜拉桥—邹城斜拉桥(主跨为110 m+110 m独塔双柱双跨双索面混凝土斜拉桥)为背景开展研究,采用弹性受压连接单元模拟满堂支架,空间梁单元模拟主梁、主塔,考虑现场实际施工过程,开展了邹城斜拉桥结构受力和变形的数值计算。对比分析了数值计算结果与现场实测数据分析结果。结果表明:拆除满堂支架前后,支架支反力计算值最大增加382 kN,斜拉索索力计算最大变化值占该索索力的0.96%,实测索力最大变化值占该索索力的1.67%,主梁线型实测最大变化值为-7 mm。斜拉桥主梁相应节段的斜拉索张拉完成,是满堂支架分段拆除的塔梁同步施工应用于现场的前提条件。     

近断层地震作用下斜拉桥黏滞阻尼器参数简化设计方法

黏滞阻尼器是漂浮体系斜拉桥常用的减震耗能装置,但传统的阻尼器参数设计需要通过反复的非线性有限元时程计算来确定,这种方法不够简便有效。本文根据近断层地震的脉冲特点以及斜拉桥动力特性,通过建立斜拉桥的双质点模型的运动微分方程,推导出近断层脉冲作用下的动力反应计算公式;并基于等效线性化方法,得到非线性黏滞阻尼器参数与等效阻尼比的关系,从而利用主梁目标位移反向确定所需设置的黏滞阻尼器参数;最后通过一座斜拉桥实例验证本文方法的正确性,并提出了黏滞阻尼器参数设计简化方法的流程。