基于模糊逻辑的异形拱塔斜拉桥黏滞阻尼器参数优化研究

为研究黏滞阻尼器参数对异形斜拉桥抗震性能的影响及该黏滞阻尼器的参数优化,以某蝴蝶兰异形拱塔斜拉桥为对象,建立全桥三维有限元模型,结合模糊逻辑控制方法,研究在地震作用下35种工况组合的阻尼系数C与速度指数α对该桥抗震性能的影响。研究结果表明:在塔梁交接处设置一个纵向黏滞阻尼器后,该桥关键位置地震反应明显减小;变化规律为:随阻尼系数的增大,塔顶位移及塔底弯矩均减小;随速度指数的增大,塔顶位移及塔底弯矩均增加;经Matlab模糊逻辑优化得出:在阻尼系数C取4500 kN·(s/mm),速度指数α取0.2时,塔顶位移及塔底弯矩综合平衡减震效果达到最佳。

异形拱塔斜拉桥设计

常德市紫菱西路奔桥河桥采用(90+90)m独塔双索面异形拱塔斜拉桥,主塔采用混凝土拱塔,线形为悬链线段及椭圆弧段组成的异形曲线,塔高71 m。主梁采用预应力混凝土双边肋主梁断面,宽度40 m。两侧斜拉索采用通索布置,通过索鞍与主塔锚固。基础为摩擦桩群桩基础。桥梁整体及局部实体模型的有限元分析结果表明,结构安全可靠。

异形钢拱塔桥梁温度效应分析

异形拱塔斜拉桥造型新颖,在提升桥梁美观性的同时也带来了受力复杂的问题。此外,温度效应对异形拱塔斜拉桥的影响也更加突出。为了研究异形钢拱塔斜拉桥在不同温度梯度模式和系统温度变化下的温度应力,以大庆市秀水路跨线桥为例,分别对比了英国、新西兰、美国、中国规范规定的温度梯度作用模型下的结构温度作用,并考虑了系统温度变化下桥梁结构的温度应力。结果表明,中国规范计算的正截面应力较小,这在一些特殊桥梁上可能是偏于不保守的,可以考虑参考其他国家规范进行验算。在梯度温度和系统温度下,主梁的跨中截面和中墩墩顶截面、拱塔的拱顶截面存在局部应力的极大值,在进行设计时可考虑对这些部位进行加强。

基于有限元分析的宽桥面异型钢拱塔关键施工技术研究

淮安市京杭运河淮海路大桥改建工程采用单塔斜拉桥方案。桥塔为椭圆形的异型钢拱塔结构,左右塔肢如同人步行的两条腿交错布置,且左右旋转对称。受现场条件限制,桥塔各异形节段只能采用大型履带吊单钩吊装。桥塔施工存在起吊后姿态调整困难、安装过程中节段自重不利影响及极端气候不利影响等诸多问题。为解决单钩起吊后节段姿态控制的难题,采用有限元法对桥塔各异形节段进行吊装过程分析;为了控制异形塔在施工过程中的应力和变形及极端气候下的力学特性,采用ANSYS软件建立异形塔和支架的有限元模型,分别对悬臂拼装法和支架法施工时塔的应力及线形进行了分析。研究结果表明:基于有限元法精确计算出各节段的重心,通过模拟吊点的三维坐标确定吊装时钢丝绳的长度能实现对异形节段单钩吊装姿态的有效控制;采用支架法方案能有效地控制桥塔的应力和线形,并能有效地抵御当地极端天气因素。该项目桥塔已顺利建成,合龙后桥塔线形及应力均符合设计要求。