高陡山区大跨度钢箱梁悬索桥风致振动试验和气动外形优化

为了掌握高陡山区大跨度钢箱梁悬索桥的抗风性能,以实际工程为背景,建立了桥梁的三维有限元模型并识别其模态特性;据此设计了节段模型并开展风洞试验,测试了桥梁在不同风攻角下的颤振性能;基于不同目标对钢箱梁的气动外形进行了优化设计,结合颤振临界风速和涡振性能对优化措施进行了评价。研究结果表明:较高的防撞护栏使该桥在正攻角来流下的颤振稳定性较差;在桥面中央设置竖向稳定板或在风嘴上设置导流板均能提高桥梁的颤振临界风速,但两种措施对桥梁的涡振有不同影响;设置稳定板后桥梁在正、负攻角下均存在发生涡振的可能,而设置导流板后桥梁仅在正攻角下存在发生涡振的可能,考虑到桥址区以负攻角来流为主,因此后者更具优势。

绿汁江大桥非对称隧道式锚碇结构稳定性分析

绿汁江大桥为主跨780 m单塔单跨钢箱梁悬索桥,玉溪岸隧道锚处围岩条件较差且左、右幅锚地质条件存在差异,因此将左、右幅锚设计优化为非对称方案,将右幅锚前锚室与部分锚塞体底面改为弧形,右幅锚塞体长度增加5 m,锚碇中部截面突变处理。为研究优化后隧道锚及围岩的稳定性,采用简化力学模型和数值模拟软件FLAC3D分析优化后隧道锚拉拔稳定系数和围岩稳定系数,以及隧道施工对隧道锚和围岩的影响。结果表明:优化设计后,2种方法计算的隧道锚拉拔稳定系数均大于2.0,围岩稳定系数大于4.0,均满足规范要求;隧道施工对右幅锚各剖面计算点位移影响很小,右幅锚围岩未出现拉应力,围岩塑性区主要集中在边坡开挖的工作面和锚碇后锚室后方,隧道施工对隧道锚的安全影响很小。

山区非等高三塔斜拉桥纵向抗震约束体系研究

为确定山区非等高三塔斜拉桥合理的纵向抗震约束体系,以平塘特大桥为研究背景,采用非线性时程分析法进行研究。基于结构纵向地震反应,通过对比不同约束体系在地震作用下的响应,选取较为合理的纵向约束体系;通过在两边塔处设置液体黏滞阻尼器来减小结构的地震响应,并进行液体黏滞阻尼器参数敏感性分析,选取较为合理的阻尼器参数;在此基础上,通过对存在塔高差异的两边塔采用不同参数的液体黏滞阻尼器,进一步优化结构受力和位移。研究结果表明:在两边塔处设置液体黏滞阻尼器可以显著减小纵向地震作用下结构的内力和位移;通过两边塔采用不同参数的液体黏滞阻尼器,可以使三主塔所受内力均较小,且边塔可以更好地分担中塔受力。

苏通大桥主桥钢箱梁无应力线形的确定方法

基于桥梁结构非线性软件NLABS和ANSYS对苏通大桥施工阶段分析的结果,通过对苏通大桥钢箱梁梁段施工过程的详细分析,提出了钢箱梁无应力制造线形的确定方法,并用所提出的方法恢复了苏通大桥钢箱梁的无应力线形。结果证明,基于NLABS分析结果和基于ANSYS分析结果最后得到的主梁无应力线形具有很好的一致性。

山区超高塔斜拉桥主梁断面气动选型风洞试验研究

π形主梁断面气动稳定性较差是限制其在大跨度桥梁中广泛应用的重要原因之一。以某拟建山区大跨度超高塔结合梁斜拉桥为背景,通过风洞试验对比研究了2种π形主梁断面形式的气动三分力系数、涡振性能和颤振性能。试验结果表明,宽高比较大的主梁断面其气动三分力系数的稳定性较好;桥面附属设施降低了断面的流线性,减小了涡振起振风速,易引起断面扭转涡振。通过对2种断面气动性能的综合比较,宽高比较大、横梁高度较小的主梁断面气动性能更优。

山区超高三塔斜拉桥结构设计探讨

三塔斜拉桥结构体系刚度相对较弱,提高体系竖向刚度、控制拉索应力幅、满足索塔受力要求是三塔斜拉桥结构设计的关键。以建设中的山区超高三塔结合梁斜拉桥为背景,运用空间有限元方法进行全桥多方案对比,研究索塔刚度、塔-梁支承体系对山区超高三塔斜拉桥结构力学行为的影响。结果表明,加大中塔刚度是提高三塔斜拉桥结构整体刚度的理想方式;边塔刚度对三塔斜拉桥结构整体刚度的影响较小;中塔塔-梁铰接、边塔竖向支承的结构体系对减小活载作用下的主梁挠度及温度作用下的塔底弯矩效果均较明显。

毕都公路抵母河大桥钢桁梁总体静力分析

结合杭瑞高速毕都公路抵母河大桥设计,运用空间有限元软件进行该桥钢桁梁总体静力分析及横向计算。根据各工况计算结果,总结了悬索桥钢桁加劲梁的几点设计经验:主桁弦杆及平联全跨范围内可采用同一断面设计;主桁腹杆靠近梁端区域的杆件截面应做加强设计;横梁设计应注意检算端横梁在总体模型中横风作用下的效应是否控制设计。

悬臂拼装斜拉桥几何线形误差分析方法研究

为了准确分析悬臂拼装斜拉桥施工中几何线形误差,避免线形调整的盲目性,以苏通长江大桥为工程背景,研究利用梁段无应力线形求解现阶段梁段理论线形,从而获得该阶段线形误差的方法的可行性。该方法得到的误差可以与由实测线形获得线形误差的传统方法校核,为梁段线形的纠正或控制提供可靠依据。结果表明,这套方法是可行的。

近断层桥梁最小搭接长度数值分析

为了研究近断层地震作用下桥梁合理的最小搭接长度,防止落梁破坏,基于有限元软件ANSYS建立了连续刚构桥三维有限元模型;考虑了近断层和断层处地震动以及结构弹塑性特征对高墩连续梁桥最小搭接长度的影响;基于国内外抗震设计规范,分析了远场、近断层和断层处地震动下结构的最小搭接长度需求。针对该桥分析,研究结果表明:根据各国抗震规范要求,中国和日本规范相对较保守,其搭接长度约为美国规范计算结果2倍和1.5倍;考虑近断层地震的最小搭接长度满足《公路桥梁抗震设计规范》要求,而地表破裂的跨断层地震作用下最小搭接长度需求超出规范要求,跨断层桥梁应采用防落梁措施;搭接长度与桥梁结构设计参数(跨径,墩高和材料等)和地震动强度指标(PGA,断层错位,PGV和PGV/PGA等)有关。

大跨度连续梁桥弹塑性动力响应分析

在罕遇地震作用下,桥梁墩柱多数会进入弹塑性阶段。为研究大跨度连续梁桥的弹塑性动力响应规律,首先基于SAP2000软件建立一座大跨度连续梁桥的三维有限元模型,采用墩底集中塑性铰的方法模拟桥梁墩体在地震作用下的塑性行为;其次按JTG/T B02⁃01—2008《公路桥梁抗震设计细则》选择3条实测地震波作为该桥地震动输入;最后对该桥进行非线性动力时程分析。研究表明:相同地震强度下,塑性分析比单纯弹性分析时位移增大,内力减小;塑性分析下桥墩顺桥向及横桥向弯矩均比弹性分析下有所减小,最大减幅为51.21%,最小减幅为26.10%;塑性铰耗能作用明显,顺桥向墩底最大转角位移塑性分析超过弹性分析结果达681.82%。说明塑性分析下桥墩的塑性变形吸收和消耗了部分地震波能量使桥墩内力减小。

平塘特大桥总体设计

贵州平罗高速公路平塘特大桥全长2 135m,主桥为249.5m+550m+550m+249.5m三塔双索面钢混组合梁斜拉桥。重点介绍该桥的建设条件、总体设计、主桥结构、主要技术特点和科研创新工作。

平塘特大桥景观设计

平塘特大桥是贵州平罗高速公路跨越槽渡河大峡谷的桥梁,大桥全长2 135m,主桥为249.5m+550m+550m+249.5m三塔双索面钢混组合梁斜拉桥。通过对大桥地理环境和区域文化内核的分析,确定了大桥的景观主题——青山绿水,一桥飞架,铺陈优美生态、厚重人文。在景观设计过程中,对三种索塔造型的景观整体性、景观协调性、景观独特性与景观丰富性加以比较,创作出了刚劲稳定、造型层次分明的空间钻石索塔。桥塔整体选用灰白色,局部采用桔红色,可使其更醒目、突出文化立意,主梁、斜拉索选用浅灰色,人行道栏杆为中灰色,与周边环境和谐相容。全桥景观风格统一,表现了地理环境元素在现代桥梁景观设计中的创新运用。

生态建桥铸精品,交旅融合谱新篇--记荣获菲迪克工程项目杰出奖的平塘大桥

贵州,地处中国大西南,山脉纵横、沟壑密布,山地面积占比达90%以上,旧时有“地无三里平”的俗谚。上千万少数民族人口世代居住在这黔中大地林木繁茂的群山之中,绵延不绝的山峦有如一道道密不透风的围墙,千百年来阻碍着当地人与外界的交流。