独塔斜拉桥最大双悬臂施工阶段桥塔干扰下非线性静风稳定性分析

【目的】与传统多跨斜拉桥相比,独塔斜拉桥具有工期短、经济性强和美观等优点。然而,由于其结构刚度小,其双悬臂施工阶段风致振动问题更为突出。为了充分评估其抗风能力,依托广东韶关的曲江大桥,在桥塔干扰的情况下模拟双悬臂斜拉桥施工阶段和桥塔主梁联合施工阶段在不同风攻角下的静风作用。【方法】分别建立最大双悬臂施工阶段无桥塔主梁节段和有桥塔主梁节段三维CFD模型,求得不同来流风向下不同主梁位置处的流场分布和三分力系数。建立有限元模型,编写主梁非线性静风失稳临界风速求解程序,对独塔斜拉桥施工过程中的静风稳定性进行全过程求解。【结果】考虑桥塔干扰效应后,随着风攻角角度的增大,独塔斜拉桥最大双悬臂靠近桥塔区域的三分力系数会发生变动。【结论】有桥塔干扰下施工阶段静风响应更危险,随风速变化位移响应中没有出现骤变现象,但在实际施工阶段中应充分考虑此影响。

强风下高铁连续梁桥最大双悬臂状态抖振时域分析

为研究强风多发区高铁连续梁桥悬臂施工期结构风振响应,以华东沿海盐通高铁某特大连续梁桥为对象,开展了强风作用下大跨高铁连续梁桥最大双悬臂状态抖振时域分析.首先,建立了该桥最大双悬臂状态有限元模型.然后,采用谐波合成法分别模拟了双悬臂状态主梁和桥墩的三维脉动风场.最后,利用时域抖振分析方法,研究了不同设计风速和风攻角对连续梁桥最大双悬臂状态抖振响应的影响.结果表明:50年一遇设计风速下,主梁悬臂端竖向抖振位移响应峰值达主跨长度的1/1110,且位移响应峰值随风速增加迅速增大;与零度攻角和负攻角相比,正攻角强风作用下悬臂端抖振响应显著增大,施工设计时应予以充分考虑.

斜拉桥最大双悬臂阶段主梁剪力滞效应分析

以江西某π型截面预应力混凝土斜拉桥为背景,采用有限元方法分析最大双悬臂阶段主梁在自重、索力、预应力及组合作用下的剪力滞效应,研究主梁剪力滞系数分布规律,并通过改变自重、索力、预应力作用效应的组合系数,降低主梁部分截面剪力滞系数.

大跨度连续刚构桥最大双悬臂施工状态的风致内力分析

以主跨为200m的预应力混凝土三跨连续刚构桥为工程背景,通过数值分析,讨论了其动力特性;给出了设计风速范围内、两种不同工况作用下,最大双悬臂施工状态主梁各控制截面的风致内力。

矮塔斜拉桥最大双悬臂状态下应力分析

本文以一座22m宽,60m+100m+60m长的双塔单索面矮塔斜拉桥为背景,分别应用大型通用有限元软件ANSYS和专业有限元软件Midas/Civil建立空间实体模型和平面杆系模型,通过输出空间应力计算结果并与平面计算结果进行对比分析,得出矮塔斜拉桥在施工期最不利状态之一最大双悬臂状态下的空间应力分布状况,找出其应力空间分布特点,为矮塔斜拉桥的设计及施工控制提供参考。

大跨度斜拉桥最大双悬臂施工阶段的抖振控制措施研究

斜拉桥在最大双悬臂施工状态时,结构的刚度和阻尼都很低,在紊流风的作用下悬臂端会产生较大的抖振响应。本文采用耦合抖振响应分析的有限元CQC方法,以某斜拉桥为例计算了最大双悬臂施工阶段采用临时风缆与临时墩两种控制措施的抑振效果,并详细探讨了不同风缆布置方案与不同临时墩布置位置对抖振控制效果的影响。计算结果表明:临时风缆的抑振效果对风缆与水平方向的夹角并不敏感;风缆交叉布置会使主梁竖向和横向抑振效果都有所减弱;当风缆中的应力达到一定程度后,增大应力并不能有效的提高抑振效果;当风缆应力一定,增大风缆面积能显著提高抖振抑制效果,但也会使主梁根部横桥向弯矩增大,对塔梁临时固结处产生不利影响;临时墩的减振效率大大优于临时风缆;临时墩的布置位置不宜离桥塔太近,且宜在1/2悬臂长度外合理地质条件处布置。

奉节长江大桥最大双悬臂状态气动弹性模型试验

通过对奉节长江大桥的最大双悬臂施工态的气动弹性模型进行风洞实验 ,表明该桥在最大双悬臂施工状态的颤振稳定性较好 ,但其抖振响应较大 。

大跨连续刚构桥最大双悬臂状态风致内力计算

连续刚构桥刚度较大,抗风性能较好,但在施工阶段的最大双悬臂状态下刚度较小,自然风会诱发结构抖振效应,因此需对该状态进行抗风性能研究。文章以主跨为200 m的连续刚构桥为研究对象,对引桥最大双悬臂施工状态进行风致内力计算,发现不同风速重现期下,不平衡风载变化对墩底扭矩影响最显著;该状态结构的风致振动不会引发桥上人员的舒适性问题;在施工状态设计基准风速条件下,主梁悬臂端竖向抖振位移较大,需采取适当控制措施。

大跨度连续刚构桥最大双悬臂施工状态的风致内力分析

以主跨为200m的预应力混凝土三跨连续刚构桥为工程背景，通过数值分析，讨论了其动力特性；给出了设计风速范围内两种不同工况作用下最大双悬臂施工状态主梁各控制截面的风致内力。

临时墩对三塔斜拉桥最大双悬臂抖振控制研究

针对某三塔斜拉桥的工程问题,通过三维风致响应数值分析和气弹模型风洞试验分别对该桥最大双悬臂施工状态在设计基准风速下的抖振响应进行了对比研究,结果表明:2种方法得到的结构抖振响应较为接近,验证了数值计算方法的准确性;悬臂端部竖向抖振响应较大,应采用设置临时墩方法对其进行控制.通过三维风致响应数值分析方法对该桥最大双悬臂施工状态下不同临时墩布置位置对抖振响应的影响进行了研究,并同无临时墩结果进行比较,结果显示:临时墩使长悬臂端部竖向抖振极值响应大幅度下降,扭转位移略有降低,侧向位移却有增大;随着临时墩位置的改变,双悬臂结构的竖向和侧向抖振极值响应变化均很小,扭转位移的波动幅度为27%,但扭转位移均值不大,最大双悬臂结构抖振极值响应对临时墩布置位置不敏感,当临时墩距桥塔达到一定距离时,可参考结构抗风之外如河床地貌、经济等因素合理布置.

斜拉桥最大双悬臂施工阶段主梁剪力滞效应分析

以五河口斜拉桥为研究背景,采用有限元理论,对斜拉桥在最大双悬臂施工阶段的主梁空间受力状态及剪力滞效应进行了仿真计算分析,得出了该施工阶段主梁剪力滞效应的基本规律。

临时墩对斜拉桥最大双悬臂施工状态的抗风性能影响分析

大跨径斜拉桥在最大双悬臂施工状态下其结构刚度较小,对于风荷载引起的结构风致振动响应较为敏感,增设临时墩能有效提高结构竖向刚度,改善结构抗风性能。以主跨跨径为316m的双塔斜拉桥最大双悬臂施工状态处于台风期为背景,通过有限元计算分析了3种临时墩设置方案(不设临时墩、设置边跨临时墩以及设置中、边跨临时墩),在最大双悬臂阶段对结构动力特性以及抗风性能的影响。研究结果表明:设置中、边跨临时墩方案对结构竖弯和扭转基频提高显著,相比于仅设边跨临时墩方案,结构颤振临界风速和静风扭转临界风速分别提高了82.5%和83.4%;设置中、边跨临时墩使结构主梁和塔柱在风荷载组合工况下位移响应大幅度减弱。

大跨径斜拉桥施工阶段临时抗风措施对比分析

研究目的:大跨径斜拉桥在最大双悬臂施工状态下结构刚度较小,对风荷载引起的结构风致振动响应较为敏感。本文以受沿海台风影响区域的一座主跨316 m斜拉桥为研究对象,根据风洞试验确定主梁的气动三分力系数,对比分析不同风缆布置方案与不同临时墩布置方式对大桥风致响应控制效果的影响。研究结论:(1)增设临时风缆可使主梁竖弯基频提高22.0%~32.5%,对结构自身的扭转基频影响效果不显著;临时风缆对主梁竖向位移和主塔顺桥向位移控制有一定作用,固定位置在主梁最大悬臂长度的80%~90%范围内效果较好;(2)临时墩的抗风减振效果显著优于临时风缆,临时墩的设置使主梁悬臂端竖向位移响应降低了53.5%~65.5%,对主梁悬臂根部的顺桥向弯矩与横桥向弯矩的控制效果较为明显,降幅11.7%~58.8%;(3)在选择桥梁临时抗风措施时,需综合考虑抗风需求、施工条件、施工风险和经济性;(4)本研究成果可为大跨度斜拉桥临时抗风措施的选择提供参考。

高桩承台连续刚构桥最大悬臂施工阶段风荷载分析

以某高桩跨海大桥为背景,介绍了风荷载的计算方法,并对最大双悬臂状态的风载内力、静风稳定性及颤振稳定性进行了验算。验算结果表明:风荷载的大小及作用方式对主梁、主墩及桩基强度和位移影响比较大;风荷载的加载方式对桥梁的稳定性影响较小,对结构稳定性起主要作用的是恒载、施工荷载。

PC连续刚构桥最大悬臂施工阶段稳定分析

结合重庆市巫山县某预应力混凝土连续刚构桥,利用大型通用有限元分析软件Ansys10.0建立其有限元模型,采用线弹性稳定分析方法对其最大悬臂施工状态下不同荷载工况的稳定性进行对比分析,得到了桥梁各个典型工况下的一阶失稳特征值和失稳模态。分析结果表明施工期最不利工况下该连续刚构桥的稳定性满足规范要求,其稳定安全储备是足够的。并对最大悬臂状态下挂篮坠落对结构的冲击作用进行了动力响应分析。在以上分析的基础上,对安全施工提出了一些建议。

高墩大跨刚构桥施工阶段的抗风分析

采用离散涡(DVM)及风洞测力方法,确定主梁静气动力系数.采用抖振时域方法,计算最大双悬臂状态时的抖振响应,与风洞试验结果进行对比分析,计算中阻尼系数由气弹模型实测阻尼比确定;由于气弹模型设计中阻尼比相似不能够实现,故修正计算结果,探讨阻尼比对抖振响应的影响;最后采用两种抗风分析方法——阵风系数法和抖振时域分析法,分别对结构进行分析计算.实例分析的计算结果表明,按阵风系数法得到的横桥向响应偏于保守.

抑制斜拉桥施工阶段风致振动的水阻尼器可行性研究

相对于成桥状态,斜拉桥最大双悬臂施工阶段的刚度低、阻尼小,更容易产生风致振动。建议了一种安装拆卸方便、成本较低的水阻尼器,并进行了CFD仿真分析和减振试验,以验证其抑制斜拉桥施工期风致振动的有效性。结果表明:1水阻尼器能显著增大阻尼系数,减轻结构振动;2过小的开孔率不能有效利用水阻尼器内部流体的黏滞作用来耗能,而过大的开孔率则使得水阻尼器上下游两个表面压力差减小严重;3在靠近水阻尼器两侧位置开孔,会使得外部绕流的旋涡在其两侧脱落;而靠近中心位置的开孔则可以使大漩涡在其下游面上脱落,有利于增大阻力系数;4侧孔对系统阻尼的影响将会随水阻尼器上下游两面开孔的不同而改变,过大或过小的侧面开孔都会显著降低阻尼系数;5水阻尼器体积的增大会降低减振效果,同时还应合理设计水阻尼器的最优的孔隙率,以达到最佳减振效果。综上所述,水阻尼器能有效抑制结构振动,且成本低廉、施工方便,特别适用于某些只需在施工期进行短期风振控制的桥梁。

桐梓河特大桥非线性稳定分析与评价

稳定是高墩大跨刚构桥设计和施工过程中必须关注的关键性问题,而非线性稳定能真实地反应由初始缺陷引起的几何变形和结构中的局部材料已经进入非线性等对结构极限承载力的影响,故尤为重要。以主跨200 m的贵州桐梓河特大桥为背景,考虑结构的几何非线性和材料非线性,对该桥最大双悬臂施工阶段的非线性稳定进行了模拟计算分析。

平潭海峡元洪航道主桥施工阶段抖振性能试验研究

桁架梁因为其独特的断面特征,被广泛应用于大跨度桥梁之中。但由于桁架杆件众多,阻风效应明显,容易发生较大的抖振响应。本文以平潭海峡元洪航道主桥为工程背景,采用风洞试验方法对其施工阶段的抖振问题进行研究,结果表明:在最大单悬臂施工阶段,风向角对结构的抖振响应有明显的影响,尤其是扭转位移;由于结构特性的不同,最大单悬臂状态最大抖振位移发生在横桥向,而最大双悬臂状态的最大抖振位移发生在竖桥向;在设计基准风速下,最大单悬臂状态和最大双悬臂状态的最大抖振位移分别发生在0?和15?风向角下。

某矮塔斜拉桥主梁受力分析研究

矮塔斜拉桥是介于连续梁桥和普通斜拉桥之间的新型桥梁,其受力以主梁为主,拉索为辅。本文通过有限元软件MIDAS建立全桥模型,对主梁最大双悬臂状态及成桥状态进行受力分析,并获得相关结论,可为同类桥型设计提供参考依据。