地锚式独塔悬索桥非对称主缆合理设计参数计算方法研究

为快速拟定地锚式独塔悬索桥非对称主缆的合理设计参数,并估算主缆、锚碇、桥塔等工程量,提出非对称主缆合理设计参数计算方法。该方法基于传统抛物线理论,推导主缆的线形以及拉力近似解,通过比选得到满足工程实际控制因素的设计参数合理取值区间,确定主缆垂跨比与高跨比,估算主缆设计截面面积。以济新高速黄河三峡大桥--单跨510 m地锚式独塔回转缆钢桁梁悬索桥为背景,采用该方法计算主缆的合理设计参数,最终选择垂跨比为0.0675,高跨比为0.20,主缆截面面积为339024.2 mm 2,与节线法、分段悬链线法进行对比验证,结果表明:该计算方法路径明确,效率高,精度满足拟定方案与初步估算需要,可用于同类型桥梁的设计。

沪通长江大桥主航道桥总体设计参数分析

为研究公铁两用斜拉桥的力学性能,以沪通长江大桥主航道桥[(140+462+1 092+462+140)m双塔斜拉桥]为对象,采用空间板梁单元法建立全桥有限元模型,对边跨支点数量、边中跨比、主梁高跨比和宽跨比、塔梁高跨比等设计参数进行分析。结果表明:边跨设置辅助墩可改善结构受力、提高桥梁整体刚度;边中跨比增大使结构总体刚度减小,活载塔底顺桥向弯矩增大;主梁高度增大可提高结构整体刚度,但提高幅度有限,同时对恒、活载拉索应力的影响也较小;主梁宽度增大使横弯基频增大、竖弯基频减小,扭频先减小后增大而后趋于平稳,结构颤振稳定性提高;塔高增大使结构竖向刚度增大而索塔纵向刚度降低,活载塔底顺桥向弯矩减小,恒、活载拉索应力减小。

南昌朝阳大桥波形钢腹板多塔斜拉桥结构设计

波形钢腹板PC组合箱梁适用于不同结构形式的桥梁,相比普通混凝土箱梁具有显著的耐久性和经济性,波形钢腹板斜拉桥将波形钢腹板组合箱梁应用到斜拉桥中,充分发挥了2种结构的特点。南昌朝阳大桥主桥通航孔桥为(79+5×150+79)m波形钢腹板PC组合箱梁六塔连续单索面斜拉桥,上层布置双向8车道,下层布置人行和非机动车道。通过分析研究,该桥选择了较小的跨中比;由于塔数多,由中塔到边塔传递路径长,边跨设置辅助墩效应小,因此未设辅助墩。采用塔梁固结、梁墩分离的结构体系,箱梁宽43.84m,设置钢横隔板;斜拉索为单索面,扇形布置。桥塔外形呈"合"字形,桥塔处设置双支座。采用拉索减震支座作为上部结构的减隔震装置,布置在2个边塔下方。

不同墩柱形式曲线桥主梁合理数值模拟方法研究

目前已有大量针对曲线桥主梁建模方法的研究,但其实用性仍存在一些不足,特别是缺乏针对不同下部结构形式的主梁数值模拟方法适用范围的探讨。该文以京开立交某匝道桥为工程原型,建立不同曲率半径、桥面宽度以及下部支承形式的曲线桥主梁数值分析模型,并以曲线桥边墩支座变形及中墩墩底剪力作为关键结构响应,探讨单梁法、脊梁法、梁格法模型在桥梁地震反应中的误差规律。该文研究结果针对不同类型曲线桥的主梁建模方法提出了合理化的建议,对曲线桥在抗震设计中提高建模的精度和效率具有重要意义。

三塔两跨悬索桥2个重要的技术指标和中塔疲劳验算加载模式

简要介绍泰州长江公路大桥三塔两跨悬索桥2个重要技术指标,即主缆与中主鞍座间抗滑移摩擦系数、主梁挠跨比,以及中塔疲劳验算加载模式。

塔梁分离式悬索桥若干问题研究

本文以湘西矮寨大桥工程为背景,针对塔梁分离式悬索桥存在的塔梁分离区域刚度跳跃和变形不协调造成的该区域构件受力分配不合理问题,通过逐步减小吊跨比对塔梁分离式悬索桥结构的应力、变形及疲劳性能进行系统的研究,分析得出塔梁分离式极限无索区长度,进而提出改善无索区受力性能的措施。研究表明钢桁加劲梁下弦杆的疲劳性能对吊跨比的变化最为敏感,是控制无索区长度进一步增大的主要因素;而在无索区设置竖向或斜向辅助地锚索能够使其性能得到明显的改善。

单索面矮塔斜拉桥长度参数的影响分析

以广东省佛山市石湾特大桥为项目背景,参照国内外其他矮塔斜拉桥的设计参数,研究矮塔斜拉桥长度参数特性,通过改变边中跨比、塔高、梁上无索区长度、塔上无索区长度等设计参数,分别分析这些长度参数对主梁内力和位移、塔的内力和位移、拉索应力幅和拉索活载系数的影响,确定其比较合理的取值范围。

预应力连续箱梁桥后期下挠影响因素分析

为了研究预应力混凝土连续箱梁桥后期下挠影响因素,以一典型3跨预应力混凝土连续梁桥为研究对象,采用规范和有限元数值计算结合的方法,分析了箱梁预应力损失和变形的时变效应,在此基础上,进一步分析了边中跨比、合龙顺序和合龙压重等因素对箱梁后期下挠的影响。分析结果表明,预应力混凝土连续箱梁桥的时变效应明显,收缩徐变引起的预应力损失和后期跨中下挠值较大;适当地增加边中跨比有利于减小后期中跨的跨中下挠;合龙时,先边跨后中跨合龙并采取适量的压重,是减小跨中后期下挠的有效手段。

长距离等梁高截面矮塔斜拉桥结构设计分析

针对一座长距离等梁高截面形式的矮塔斜拉桥工程实例进行了有限元结构分析,并在此基础上通过改变桥梁主要结构设计参数(塔高、无索区长度),研究了结构在不同参数变化下的各种力学性能,得出了结构设计参数合理取值范围,为以后同类型桥型的设计提供参考。

风雨耦合作用下桥梁主梁涡振节段模型试验

针对风雨耦合作用下桥梁主梁的涡激振动问题,首先从降雨特性及其对结构的作用入手,考虑雨滴冲击和降雨引起的结构表面积水,探讨了对应模型与原型雨强相似比,并依据主梁振动和降雨设备的特点对相似关系作了适当简化,然后以4类典型主梁断面为例,实现了不同雨强和攻角下的节段模型动力特性与涡激振动试验。结果表明:随着雨强增大,结构振动频率有所降低,而阻尼比有所增加,试验雨强为120 mm·h-1时,频率降低1.5%~3.5%,阻尼比增加了0.05%~0.15%,考虑雨强相似比后实际降雨对频率的影响可忽略,对阻尼比的影响也相当小;涡振的起始和结束风速以及区间数目基本不随雨强的变化而变化,但有雨时的振幅比无雨时小,试验雨强较大时,振幅减小明显,考虑雨强相似比后试验雨强120mm·h-1的原型值均超过615mm·h-1左右的中国雨强极值,其对涡振响应的影响非常有限。

混凝土连续梁与悬索组合桥结构体系力学性能分析

为了解混凝土连续梁与悬索组合桥结构体系的受力特性,建立(70+185+70)m混凝土连续梁与悬索组合桥全桥空间有限元模型,计算其结构内力,分析垂跨比、边中跨比、主梁抗弯刚度对该组合结构力学性能的影响,并与同等跨径自锚式悬索桥进行对比。结果表明:混凝土连续梁与悬索组合桥主缆拉力和跨中挠度均小于同等跨径自锚式悬索桥,与同等跨径自锚式悬索桥相比,活载作用下组合结构主缆拉力小76.04%,跨中挠度小66.32%;组合结构前10阶自振频率均大于自锚式悬索桥,1阶自振频率约为自锚式悬索桥的3倍;组合结构的竖向刚度随垂跨比和主梁抗弯刚度的增大而增大,随边中跨比的增大而减小,与自锚式悬索桥变化规律基本一致。

大跨连续刚构桥箱梁高度与主跨比值研究

刚构桥主梁高跨比的合理选取,是此类桥梁设计的重点。本文通过对大跨径的连续刚构桥(主跨为220m)主梁的高跨比值进行调整,运用MIDAS/CIVIL软件对整桥进行建模和结构分析,最后得出不同高跨比值下结构的内力分布。经过比较分析,得出主梁高跨比的合理选取范围及建议,对连续刚构桥梁主梁设计参数的合理选取具有实际指导意义。

思南岩头河大桥设计

思南岩头河大桥桥位处为典型不对称 V 形峡谷，在综合考虑桥址区的地形、地质及水文等自然条件的基础上，经过方案比选，确定采用非对称连续刚构桥型。针对非对称刚构的合理分跨比、墩高等设计难点进行分析研究。结果表明，该桥分跨比不可小于0．3，取值范围宜在0．5～1．0之间；0．405桥墩墩高比优化了桥墩墩高不对称，减少了两墩的高差，避免了双墩抗推刚度相差过大给墩身及上部结构受力带来的不利影响。最终确定上部结构采用（90＋162） m 非对称连续刚构，主梁为单箱单室截面，设置三向预应力。下部结构根据不同地质条件采用不同的基础形式。

自锚式与地锚式悬索桥结构设计参数对比研究

研究了矢跨比、边中跨比和主梁抗弯刚度这几个因素分别对地锚式悬索桥和自锚式悬索桥的力学性能的影响,并加以比较。从材料用量、经济性、地基适用性和施工的角度分析了自锚式和地锚式悬索桥的优缺点。

加劲梁形式及支承体系对三塔悬索桥整体刚度影响研究

为探讨加劲梁形式及支承体系对三塔悬索桥整体刚度及中主鞍座槽内主缆抗滑移稳定性的影响,以(225+850+850+225)m的鹦鹉洲长江大桥为背景,选取不同加劲梁形式及支承体系,拟定6种组合工况,通过桥梁结构非线性分析系统BNLAS对不同组合下结构竖向、横向刚度及主缆抗滑移稳定性进行计算分析。结果表明:加劲梁采用钢-混组合梁形式,结构竖向和横向刚度较采用钢箱梁时大;加劲梁支承体系对结构整体竖向刚度影响不大,但对加劲梁局部竖向转角影响明显,简支支承体系梁端转角较大;加劲梁支承体系对结构整体横向刚度影响明显,表现为简支体系横向刚度较小,飘浮和半飘浮体系横向刚度较大;加劲梁采用自重较大的钢-混组合梁形式以及设置纵向固定支座,对主缆抗滑移稳定有利,此外考虑荷载偏心计算主缆抗滑移稳定性更偏于安全。

连续刚构结构在特大跨径渡槽建设中的创新与实践

为适应新时期特大跨径渡槽的建设,在消化吸收连续刚构桥建设经验的基础上,采用"桥槽合一"的技术路线,创新性提出了变箱变截面渡槽箱梁作为连续刚构结构的主梁构造。在对结构型式、结构力学与变形性能、施工技术进行充分研究后,连续刚构渡槽在贵州省黔中水利枢纽一期工程总干渠草地坡、徐家湾、河沟头、焦家4座渡槽的建设中得到应用,并于2015年初实现了合龙,监测数据表明结构性能符合设计预期,且成功地进行了相关充水试验。

部分斜拉桥的发展及静力性能分析

部分斜拉桥是近年来出现处于梁桥与传统斜拉桥之间新的桥梁结构型式,本文分析和介绍了它的产生、发展以及静力性能,并研究了影响其静力行为的两个重要参数——主梁无索区长度和边跨与中跨比,显示这些因素对主梁和主塔的挠度、内力等影响。

公路桥装配式简支梁优化设计

介绍了某公路装配式简支梁桥的结构形式、桥面布置、设计荷载等,从截面、桥梁矢跨比、主梁横向连接等方面,阐述了该桥梁结构的优化措施,指出优化方案既提高了桥梁结构的承载力,又节约了成本。

三塔悬索桥静动力特性与中塔选型

为探讨三塔悬索桥与两塔悬索桥静动力特性差异与中塔选型,以泰州长江大桥为原型,基于有限位移理论建立相应的两塔、三塔(混凝土中塔与钢中塔)悬索桥的空间有限元模型,分析了各种结构参数下的静力和地震效应。研究结果表明:与两塔悬索桥相比,由于中塔顶缺乏边缆的有效纵向约束,三塔悬索桥整体刚度较小,变形较大,自振频率低;汽车作用下主缆抗滑、桥塔受力、主梁挠跨比等在常规两塔悬索桥中很容易满足要求的指标,但对三塔悬索桥却成为控制指标。三塔悬索桥的3个指标都与中塔抗推刚度密切相关,但其对中塔抗推刚度的需求是矛盾的。"人"字形钢中塔三塔悬索桥的主缆抗滑安全系数为2.17,汽车作用下桥塔最大应力为182 MPa,最大挠跨比为1/210,全部满足要求。可见,"人"字形钢中塔较好地兼顾了3个控制指标的需要,做到了构件刚度和缆索体系刚度的优化,是合理的中塔形式。

多跨连续梁独塔斜拉协作体系桥梁结构参数分析

从协作体系的结构状态和一些重要的设计参数着手,研究多跨连续独塔斜拉协作体系桥梁的塔、梁、索受力特征及位移形态,分析主跨无索区长度、主梁高跨比、主边跨比及塔的高跨比等设计参数变化对结构所产生的影响,并提出合理的取值范围。