缆塔自平衡悬索桥边跨长度敏感性分析

为确定某主跨2300 m缆塔自平衡悬索桥的边跨长度,建立悬索桥有限元模型,研究了边跨长度参数对悬索桥结构动力特性和结构静力性能的影响规律,结果表明:悬索桥设置边跨后,主跨一阶对称侧弯振型频率有所提高,一阶反对称竖弯振型频率有所下降;设置边跨可以减小索塔附近主梁转角,边跨902 m悬索桥主梁竖向转角比无边跨悬索桥减小34.0%,主梁横向转角减小66.1%;随着边跨长度增加,悬索桥主缆缆力变化不大,但是索塔附近吊索索力逐渐减小;悬索桥索塔横向弯矩逐渐增大,但是轴力几乎没有变化;边跨长度参数对悬索桥索塔塔顶纵向位移影响显著,边跨902m悬索桥的塔顶纵向位移比边跨502 m悬索桥增大116.3%。可见,悬索桥设置边跨可以提高悬索桥的结构横向刚度,但是会降低结构竖弯刚度,同时边跨长度参数对悬索桥大部分静力响应参数影响较为明显。研究成果为该桥以及同类桥型设计提供参考。

超大跨悬索桥缆-塔自平衡体系抗震性能研究

以采用缆-塔自平衡体系的张靖皋长江大桥为研究背景,建立了三维动力分析模型,对超大跨悬索桥缆-塔自平衡体系的振动特性、关键参数、抗震性能及空间地震动影响进行了分析。研究结果表明:自平衡体系南、北塔主塔-梁相对位移相较于缆塔固结体系减小了61%,南、北塔塔底弯矩相对位移相较于缆塔固结体系减小了60%和40%,索鞍滑动位移小于限位间隙(0.4 m),由于固结体系和自平衡体系横向力学特性相近,因此其横向地震响应相差不大;考虑地震动空间效应后,地震响应的相位和幅值较一致激励均发生了变化,其中梁端位移变化最大,相较于一致激励增大了14.8%。综上所述,张靖皋长江大桥采用缆-塔自平衡体系相较于对应的固结体系抗震性能更优。