独塔叠合梁斜拉桥施工阶段模拟分析

针对叠合梁斜拉桥在施工阶段中的内力控制问题,借助Midas Civil有限元软件,采用倒拆-正装迭代法对某叠合梁斜拉桥施工过程进行模拟计算,并对各构件在不同施工阶段中的静力行为和内力分布特点进行分析,诠释了施工全程中桥体关键部位内力演变机理。分析结果表明:该桥采用塔梁固结体系,第一对索间距较大且索力较小,会造成钢主梁最大拉、压应力出现在塔梁固结附近;在悬臂拼装施工时,吊机荷载会引起悬臂端桥面板出现拉应力。

断索对斜拉桥结构影响的有限元分析

斜拉索承担着联系索塔和主梁的重要任务,斜拉索断裂会导致斜拉桥结构发生内力重分布,危及桥梁安全。为了研究断索对斜拉桥结构塔顶位移及拉索索力的影响,基于ANSYS软件对一座在建独塔双索面斜拉桥建立整体模型,考虑断单索和断双索两种情况,模拟多种工况进行分析。结果表明,临近断索位置的斜拉索索力有明显增大,在同跨内,随着拉索与断索之间距离的增大,其索力增大的幅度逐渐减小;距离索塔较远位置的拉索发生断裂对其邻近拉索的索力及塔顶位移的影响更大。因此,在斜拉桥施工过程及后期运营中,必须保证拉索,尤其是远离索塔拉索的安全可靠性。

钢-混叠合梁斜拉桥恒载索力优化分析

为使钢-混叠合梁斜拉桥索力得到最大程度的优化,利用ANSYS有限元软件对某实际工程进行建模、施加约束及荷载、求解等步骤之后,调用软件的优化分析模块,以主梁的弯曲应变能作为目标函数,各拉索索力作为设计变量,采用一阶分析法进行迭代优化,从而获得优化的拉索索力。分析结果表明:该优化方法是准确、有效的,可以用于叠合梁斜拉桥的索力优化;叠合梁斜拉桥优化后的各索索力及索力分布规律对同类型叠合梁斜拉桥达到合理成桥状态时的索力判定及调整具有一定的指导意义。

大跨斜拉桥的随机风场模拟

结合谐波合成法对大跨斜拉桥的随机风场进行了数值模拟,模拟时考虑桥梁风场空间相关性的影响,并对模拟时的参数进行讨论。研究表明:在不考虑高度的情况下,采用Davenport谱对模拟结果更好;竖向风谱对平均风速与空间高度较敏感,在选取截断频率时应适当大一些。最后,依据工程实例模拟了某大跨斜拉桥的随机风场,对模拟的脉动风功率谱与目标谱进行比较,结果表明二者吻合较好,证明了参数取值的合理性和模拟结果的准确性。

基于多尺度有限元法的独塔叠合梁斜拉桥关键梁段精细化分析

依托某在建独塔叠合梁斜拉桥,以运营期结构健康监测为目的,提出并验证了一种多尺度模拟方法。基于该多尺度方法,对该桥关键梁段进行精细化分析,探讨了其空间应力分布状态及传力机理,结果表明:关键梁段中钢主梁和小梁应力较大,钢横梁应力较小,应力集中现象多出现在构件连接处;桥面板空间效应明显,其正应力分布不均匀,有明显的剪力滞效应,且离桥塔越远剪力滞效应越显著。研究结果可为精细化设计及工程结构多尺度计算提供参考。