塔梁约束体系对空间扭索面独塔斜拉桥桥梁抗震性能影响研究

为探究塔梁约束体系对空间扭索面独塔斜拉桥抗震性能的影响,获得合理的空间扭索面独塔斜拉桥塔梁约束体系,文章以一座空间扭索面独塔斜拉桥为工程背景,基于SAP2000建立了有限元分析模型,设置了5种不同的塔梁约束组合形式,通过分析顺桥向和横桥向的桥塔控制截面弯矩、梁端位移等响应指标,对比了不同塔梁约束体系下空间扭索面独塔斜拉桥的地震响应规律,得到了该桥合理的塔梁约束体系。研究结果表明:顺桥向地震作用下,塔梁固结约束刚度较大,地震响应最大,采用减隔震装置能有效降低桥塔地震响应;横桥向地震作用下,横向设置抗风支座增大桥塔地震响应,建议取消横向抗风支座,采用拉索减震支座。E1地震及风荷载作用下,拉索减震支座栓销可起到抗风支座作用,同时拉索减震支座可以有效限制墩梁间相对位移,避免塔梁发生碰撞,同时拉索减震支座具有较强的耗能能力,可有效降低地震作用下桥塔横向地震响应。综合考虑顺桥向与横桥向的分析结果,对于空间扭索面独塔斜拉桥的塔梁约束方案,建议取消横向抗风支座,采用拉索减震支座。

空间索面独塔钢箱梁斜拉桥索力优化

空间索面斜拉桥由于结构特殊性,索力相互影响复杂,其合理成桥索力以及施工张拉力调整是需要解决的关键问题.为对以上问题进行研究,以石家庄市学府路斜拉桥为工程背景,将结构的弯曲和拉压应变能之和最小作为目标函数,通过控制主梁的挠度、弯矩和斜拉索索力等条件,采用影响矩阵法求解了成桥索力.结合钢箱梁斜拉桥先梁后索的施工特点,研究了不同斜拉索张拉方案的可行性.结果表明,求解得到的最优索力与设计索力误差很小,索力分布合理;通过正装迭代法求解得到不同方案的斜拉索张拉力及成桥索力,分析确定了最优的斜拉索张拉方案,为工程实际提供参考.

空间扭索面曲塔斜拉桥振动破损有限元仿真

为了提高斜拉桥的安全性和稳定性,提出空间扭索面曲塔斜拉桥振动破损有限元仿真方法。使用向量有限元模型研究桥梁的动态特性,得出空间扭索面曲塔斜拉桥每个质点的内力和外力分布情况,通过中心差分法计算出桥梁每个质点位置,得出斜拉桥的最大应力。扩展有限元模型,分别计算斜拉桥纤维拉伸失效、纤维压缩失效、基体拉伸失效以及基体压缩失效的四种空间扭索面曲塔斜拉桥破坏模式判定方式,实现斜拉桥破坏的有限元分析。仿真结果表明,所提方法的桥梁频率振动与实际结果拟合较好,计算步长少,损伤破坏分析效率较高。

独塔空间扭索面斜拉桥分体式钢箱梁设计

滹沱河特大桥采用独塔独柱空间扭索面漂浮体系斜拉桥结构,跨径布置为(40+150+150+40)m。除下塔柱采用混凝土结构外,主梁与上塔柱均采用钢结构。主桥上部结构为分体式钢箱梁,主梁标准宽度67 m,为国内桥梁之最,最大宽度73 m。针对主桥的结构体系特点,钢箱梁总体构造设计包括断面构造、拉索锚固构造、主梁总体分段等设计细节及施工方案介绍。该桥的设计具有其独特之处,为今后类似斜拉桥钢箱梁设计提供一定的经验和借鉴。

空间索面斜拉桥宽幅混凝土主梁施工关键技术

混凝土梁斜拉桥在我国得到了广泛应用,主要因为它们具有相对较低的工程造价、较高的抗风性能,以及成桥后维护费用低等优点。本文以A大桥为例,具体阐述了空间索面斜拉桥宽幅混凝土主梁施工关键技术,以期为类似的大型桥梁工程提供参考和借鉴。

超宽幅主梁扭背索独塔斜拉桥总体设计

厦漳同城大道沙洲岛特大桥西溪主桥采用(88+200)m扭背索独塔斜拉桥,塔墩梁固结体系。主梁采用钢-混混合梁,其中主跨为整幅钢箱梁,梁宽47 m;边跨为预应力混凝土箱梁,梁宽51 m;钢-混结合面位于主跨距桥塔理论跨径线15 m处。桥塔采用独柱式钢筋混凝土斜塔,总高134.6 m,桥塔向边跨倾斜8°,其下布置整体式承台,钻孔桩群桩基础。斜拉索采用标准抗拉强度1670 MPa平行钢丝拉索,边跨斜拉索为双索面空间扭背索,主跨斜拉索为准单索面。针对超宽桥面,采用空间梁格法分析剪力滞的影响,将混凝土梁纵腹板由6道增至8道。按3 m顺桥向标准间距设置钢箱梁实体式横隔板,可使该桥宽幅主梁偏载、扭转效应导致的应力增量控制在允许范围内。对塔墩梁结合部进行有限元精细化分析,针对应力集中情况,优化局部构造和配筋设计,经计算,优化后结构受力满足设计要求。

基于混合算法的独塔斜拉桥索力优化分析

为了使斜拉桥索力优化过程更简洁,提出一种基于混合算法的独塔斜拉桥索力优化思路。基于桥梁有限元模拟结果,选取主梁位移差、桥塔偏位等成桥状态参数作为优化目标,成桥索力作为控制变量,通过响应面法将选定的优化目标和成桥索力的隐式函数关系显示化,通过粒子群算法对目标的最优解进行识别,获得优化后的独塔斜拉桥索力值。依托北方某独塔斜拉桥进行工程应用,结果表明,经过索力优化后,大幅度提升了成桥索力及主梁弯矩的均匀性,主梁整体线形更为理想,算法有效性得到了验证。

空间索面斜拉桥宽幅混凝土主梁施工关键技术

混凝土梁斜拉桥因其工程造价相对较低,自重大抗风性能较好,成桥后的维护费用较低,在我国已广泛应用。随着桥梁景观效果的要求提升,近年来空间曲线异形主塔出现多座,此类斜拉桥斜拉索梁端和塔端锚点空间位置变化大,不仅增加了索塔的施工难度,同时也带来主梁施工难度增加。水东湾大桥为空间曲线异形索塔宽幅混凝土梁斜拉桥,三跨连续半漂浮体系结构,主梁采用PK断面形式,通过复合式前支点挂篮设计等技术攻关,解决了主梁施工一系列难题,保障了主梁施工质量,主梁标准节段施工循环周期10d,工效较高。

单面双空间索面部分斜拉桥关键技术分析——以什川黄河大桥为例

什川黄河大桥为双塔三跨单面双空间索面预应力混凝土部分斜拉桥,文章以其为研究对象,分析其结构特征与设计经验,以期提供单面双空间索面部分斜拉桥关键技术参考。分析该桥主梁截面构造及基于索力与预应力优化的斜拉索合理成桥状态,发现该项目基于部分斜拉桥的力学特性,首次提出用钢-混斜撑杆解决单箱断面长悬臂设计问题。

空间索面地锚式悬索桥结构行为研究

为研究空间索面地锚式悬索桥结构行为,以主跨610 m的空间索面地锚式悬索桥——重庆市郊铁路跳磴至江津线跨江轨道专用桥为背景,采用SNAS软件建立大桥有限元模型,分析主缆横向矢跨比、主缆弯扭刚度对结构受力特性的影响以及施工期间空间索面线形变化规律。结果表明:随主缆横向矢跨比增大,结构竖向刚度基本不变,横向刚度提高;主缆弯扭刚度仅对成桥状态近塔处主缆局部线形及少数吊索索力有所影响,对结构整体受力基本无影响;施工期间以空缆状态为基准进行索夹定位和横向预偏角放样时需考虑主缆转动角的影响,而以主缆横向对拉后状态为基准则可不考虑;采用5对拉杆张拉主缆进行横向定位可有效控制主缆横向位置及吊索横向倾角接近成桥状态。

四索面钢箱梁斜拉桥合理成桥状态下的空间受力研究

为了探讨四索面钢箱梁斜拉桥横桥向内外侧索力比对结构的影响,使得结构空间受力最合理,以嘉绍大桥主航道桥斜拉桥(主跨428m的六塔四索面分幅钢箱梁斜拉桥)为背景,采用ANSYS软件建立了嘉绍大桥横桥向内外侧等索力、空间索力2种计算模型,利用综合能量法,对2种模型合理成桥状态下的斜拉索索力和主梁、桥塔、横梁内力与线形等进行了研究。结果表明:四索面钢箱梁斜拉桥恒载索力空间效应显著,内侧与外侧斜拉索索力比值分布不规律;空间索力分配对主梁扭矩及横梁弯矩影响较大,对主梁和桥塔应力、变形影响较小;在进行四索面钢箱梁斜拉桥结构初步设计或仅需计算主梁、桥塔应力及线形时,可近似采用平面模型;在技术设计和施工图设计时,应采用空间分析模型,并考虑主梁及横梁等的空间受力情况。

某扭索面独塔斜拉桥总体设计

以某扭索面独塔斜拉桥为工程背景,介绍了该类型桥梁的总体设计思路及重难点设计。通过合理的总体布置及细节设计,并结合数值模拟分析进行设计优化,对扭索面钢梁钢塔斜拉桥的设计可提供参考。

环形塔空间索面钢箱梁斜拉桥静动载试验研究

以某(65+95)m跨环形塔空间索面斜拉桥为依托,分析其受力特点和动力特性,并进行了静动载试验,测试了各静力加载工况下关键构件截面应力和位移,测试主桥主要振动模态的自振频率、阻尼比、振型;通过无障碍行车试验、紧急制动试验和有障碍行车试验,测试结构的冲击系数、动挠度,了解桥梁的承载能力和动力性能。试验数据与理论值对比分析结果表明:该桥静动力性能满足规范设计荷载标准要求,结构工作状态良好。

横向背索独塔单索面曲线地铁斜拉桥设计

南京地铁2号线跨仙林大道斜拉桥为国内首座采用单索面的曲线地铁斜拉桥,以其为工程背景,介绍该桥的景观设计、结构设计及施工方案,阐述该桥与常规单索面直线斜拉桥的不同之处及其技术难点,为类似桥梁的设计提供参考。

空间索面钢桁梁斜拉桥索桁锚固结构设计与受力特性研究

索梁锚固结承受斜拉索巨大拉力,再将索力匀顺地传递至钢主梁,该结构的可靠性将影响到整个桥梁结构的安全。以长沙铜靖湘江大桥为工程背景,基于空间索面斜拉索及主桁相对位置关系,结合索桁锚固结构受力特性,研发适用于斜拉索任意空间角度变化的索桁锚固结构。建立空间板壳元模型,研究空间索面钢桁梁斜拉桥索桁锚固结构的受力特性。研究结果表明:该索桁锚固结构具有良好的空间角度变化适应性、良好的整体受力性能和抗疲劳性能;内外侧锚拉板受力协调合理,焊缝开裂风险极小;钢锚箱受力明确,应力扩散途径通畅。新型索桁锚固结构可为类似工程提供参考。

空间扭背索组合梁斜塔斜拉桥极限承载力分析

为进一步研究新兴空间扭背索组合梁斜塔斜拉桥的力学行为,以某主跨220m的空间扭背索组合梁斜塔斜拉桥为研究背景,采用非线性数值分析方法,并通过现场实测值验证数值模型的有效性,讨论了该桥的非线性响应和稳定性,同时用塑性铰法理论对结构极限承载能力进行了计算。研究发现:与常规斜拉桥相比,由于扭背索索长均匀,降低了拉索垂度影响差异;由于扭背索对主塔的水平约束作用较小,主塔较容易出现失稳;由不同工况分析得出,空间扭背索组合梁斜塔斜拉桥的破坏断面位于中塔柱顶部,锚固区下缘。本文研究结论可为类似桥型的进一步研究提供借鉴。

双塔中央索面结合梁斜拉桥动力特性研究

文章根据双塔中央索面结合梁斜拉桥的结构特点,对七都大桥北汊桥进行模态测试,并对该桥的动力性能进行评估。有限元模型分析结果显示,该桥实测结果与理论分析较为吻合,主桥整体结构均质性较好,创造性的抗扭结构设计提供了良好抗扭刚度,所表现的动力特性符合设计结构体系特点。

独塔单索面混凝土斜拉桥换索技术研究

由于斜拉索的防护技术不尽完善,斜拉桥在运营若干年后,不可避免地会出现斜拉索腐蚀问题。为保证桥梁安全运营,国内外一些斜拉桥不得不进行换索。通过对一座独塔单索面斜拉桥的病害状况、成因分析、换索过程及换索效果进行阐述,以期为此类斜拉桥的换索提供技术支撑。

斜塔空间扭索斜拉桥塔吊布置及附着设计

塔吊是斜拉桥索塔施工中必不可少的重要起重设备,其一般通过附着在已完成的塔柱上进行吊装作业。对于双向倾斜索塔的斜拉桥附着难度很大。文章结合承德滨河新城三纬路跨滦河特大桥的工程实例,详细论述了斜塔空间扭索斜拉桥这一特殊桥型索塔施工中塔吊附着的设计思路及设计形式。

空间索面斜拉桥钢锚梁受力性能分析

斜拉桥索塔锚固区是承载拉索锚固力的重要结构,也是斜拉桥桥塔设计的关键部位。钢锚梁式索塔锚固构造是一种能够较好发挥钢结构抗拉能力强的索塔锚固结构,但这种锚固形式主要应用于竖直索面布置斜拉桥,在空间索面斜拉桥中的应用于研究较少。为了研究在空间索面作用下钢锚梁结构的受力特点,以某空间索面斜拉桥为依托,通过数值模拟与理论分析的方法对钢锚梁是锚固区的受力特性进行了研究。通过研究可知空间索面拉索对锚梁的横桥向水平分力相对较小,可通过侧向限位装置提供可控的横桥向支撑;锚梁的拉板在老虎口位置应力集中明显,应注意加强该区域的圆顺过渡;混凝土塔壁设计应加强在断索工况下的承载能力检验。