大跨度铁路斜拉桥极限承载力研究

为了对韩家沱长江铁路大桥的稳定性能进行科学评价,采用同时考虑几何非线性、材料非线性和个别构件极限承载力的全过程分析方法,对韩家沱长江铁路大桥施工及运营阶段进行了极限承载力分析,在采用结构上所有荷载等比例增加的加载方式下,计算结果表明,大桥施工及运营阶段的稳定安全系数均大于2.0,大桥达到极限承载力状态是由处于最不利受力状态的构件进入塑性或发生局部失稳造成的,大桥的稳定安全系数在施工过程中呈现出整体微小下降趋势,每个梁段悬臂施工不同工况下结构的稳定安全系数具有明显波动。     

大跨度桥梁成桥状态下安全分析模型研究

以某大跨度斜拉桥梁施工过程中安全评估为主线,围绕施工中的主梁、主塔结构内力等方面,结合有限元软件针对某工程实例施工过程中成桥分析模型和施工状态荷载组合效应分析进行研究,阐述了通过成桥状态下斜拉索索力对主梁和索塔应力安全评估影响的研究。     

苏通长江大桥结构非线性稳定性研究

基于苏通长江大桥施工过程及临时荷载分布,建立全桥空间有限元模型计算了施工全过程中结构的非线性稳定安全系数并分析了失稳模态,分析结果表明苏通长江大桥非线性稳定性随施工过程呈平稳下降趋势,以组合失稳为主要失稳模态。此外,研究了临时墩位置、非线性因素、破断斜拉索拆除时机、斜拉索承载能力、考虑混凝土开裂及钢筋作用、横向风荷载和纵向摩阻力等影响因素与施工过程中结构非线性稳定性之间的关系,结果显示各因素对结构稳定性的影响规律并不一致,其结果可供同类型其他斜拉桥施工过程稳定性分析参考。     

矮塔斜拉桥结构参数敏感性分析

文章以某矮塔斜拉桥为研究对象,利用Midas/Civil建立有限元模型进行参数敏感性分析,研究主梁混凝土容重、主梁弹性模量、斜拉索弹性模量、主梁预应力荷载等结构参数变化对成桥状态主梁线形、斜拉索索力、主梁应力等静力响应的影响。结果表明:主梁混凝土容重、预应力荷载为主要敏感性参数,主梁弹性模量、斜拉索弹性模量为次要敏感性参数,分析结果可为施工控制提供参考。     

嘉绍大桥主航道桥最优合龙顺序研究

嘉绍大桥主航道桥是世界上首座六塔、双幅、空间四索面斜拉桥,其有7个合龙口,合龙方案复杂。通过建立采用不同合龙顺序的有限元模型,比较各种合龙顺序下,合龙时所需压重,斜拉索临时调索量;施工过程及成桥时主梁应力、塔偏、索塔应力、斜拉索应力及各种合龙顺序对施工进度、施工安全性的影响,确定最优合龙顺序。     

2008奥运会羽毛球馆新型弦支穹顶结构模型静力试验研究

制作了2008奥运会羽毛球馆1∶10缩尺模型,采用ANSYS数值模拟加载和模型试验加载两种方法,研究了模型在成型前单层网壳态自重作用下、施工张拉过程中、成型后设计荷载作用下和三倍荷载作用下,并直至加载破坏等各阶段的力学性能。将ANSYS数值模拟加载和模型试验加载结果进行了对比分析,获得了模型的构件内力、节点位移、支座水平位移的变化规律,得到了代表整体稳定性能的极限承载力的理论值和试验数据。研究了活荷载不对称分布对结构整体稳定性的影响,得到了模型整体失稳的破坏形态。研究表明,结构在低荷载下,理论值与试验值吻合较好,但在超载状态下两者偏差显著增大。主要因为在高应力状态下,弦支穹顶结构初始缺陷对结构性能影响开始显著,而数值模拟很难囊括各类初始缺陷的影响,导致试验所得整体稳定性低于数值模拟结果。另外,弦支穹顶整体稳定性对活荷载的不对称分布敏感,ANSYS得到的具有初始几何缺陷非线性稳定系数比实际结构高40%,设计和施工中应充分考虑,最终     

大跨度铁路钢桁梁柔性拱桥非线性稳定性研究

为了探究大跨度铁路钢桁梁柔性拱桥在施工和运营过程中结构非线性稳定性的变化和影响因素,以某双主跨2×360 m钢桁梁拱桥为研究对象,分别采用有限元软件MIDAS和ANSYS计算大桥施工和运营阶段稳定安全系数并获取结构的失稳形态。分析了几何和材料非线性因素对结构稳定性的影响,并探讨了初始缺陷和横向风荷载与结构非线性稳定的关系。研究表明:桥梁ANSYS模型和MIDAS模型的线弹性稳定分析结果基本一致,安全系数较高,且运营阶段结构的失稳形式均为拱肋整体面外失稳;结构非线性稳定性受材料非线性影响显著,而受几何非线性影响较小;通过一致缺陷模态法在结构上施加初始缺陷对结构非线性稳定影响较大,而截面几何偏位法影响较小;运营阶段桥梁在正常风荷载下能较好地保持稳定性。     

曲线宽幅部分斜拉桥模型试验索力等效研究

模型试验能经济、有效地研究复杂体系的桥梁结构。由于模型桥所用材料与实桥材料的差异,使得模型桥在斜拉索初始张拉荷载设计时有不同的设计目标。以部分斜拉桥模型试验为例,比较了2种斜拉索初始张拉荷载的设计目标(模型桥与实桥斜拉索应力相等和主梁应力相等),对比了这2种方法对主梁挠度和内力的影响,得出在模型设计时,应放弃斜拉索应力相等,宜采用以主梁应力相等为设计目标的方案的结论。     

悬索桥的无应力状态控制法

悬索桥施工过程中的计算呈现出大位移非线性特征,成桥状态取决于各构件的初始无应力状态、荷载大小以及边界约束条件。当不考虑材料随时间变化与加载过程相互影响时,可以采用无应力状态控制法进行计算。然而,在非线性求解的过程中,由于增量步的选取不同,可能导致结果收敛于不同的平衡状态。因此,引入了结构受力后拓扑不变性条件,将无应力状态控制法推广到适用于非线性非常显著的悬索桥的先缆后梁吊装施工和先梁后缆张拉施工控制过程的计算中,并证明了成桥状态仅与主梁的无应力线形和缆索的无应力长度有关,与吊装和张拉的先后顺序无关。通过实际桥梁的施工控制过程验证了无应力状态控制法的可操作性、高效性和高精度。     

某双塔斜拉桥三维静风稳定性分析

为研究大跨径斜拉组合梁桥的静风稳定性问题,本文以某黄河大桥为背景工程。建立成桥阶段及施工阶段的有限元模型,分析其动力特性,分别得到成桥及施工阶段前五阶振型及频率。通过迭代算法,数值分析大桥三维非线性静风稳定性,得到大桥失稳风速均大于规范的允许值,该桥静风稳定性满足要求。施工阶段风荷载作用下位移大于成桥阶段,因此,施工阶段较成桥阶段更需要注意抗风设计。     

混凝土斜拉桥与T构协作体系的极限承载力研究

考虑结构的材料非线性和几何非线性,通过对协作体系金马大桥进行全过程非线性分析,得到了结构的极限承载力。研究了混凝土收缩徐变、加劲梁配筋率、斜拉索的安全系数、加载方式等因素对协作体系桥梁的极限承载力的影响,结果表明斜拉索的设计安全系数是很重要的影响因素,应加以重视;全桥和半桥加载时,弹塑性极限活荷载安全系数分别为21.4和9.67,表明金马大桥这种协作体系具有良好的极限承载能力;其弹塑性极限承载力远小于弹性极限承载力,研究结果可以为同类桥梁工程的设计和计算提供参考。     

不对称斜塔斜拉桥的受力和设计分析研究

斜塔斜拉桥是一种概念较新的桥梁结构形式,其独特之处在于倾斜的桥塔、轻盈的主梁、优美的外形,但是结构的不对称性导致其受力复杂、施工难度大。本文结合一有背索、跨径不对称、拉索不对称的斜拉桥的工程实例,通过对其静力力学模型分析,可知此类斜拉桥既要关注桥梁的整体平衡,也要关注主梁、主塔结构的局部平衡。通过对张拉索力和施工阶段分析的总结,可知刚性支撑连续梁法初估索力时只顾及了梁的受力,而忽略了塔的受力,要结合主梁、主塔的平衡条件对成桥索力进行调整才能得到合理的成桥状态。通过主塔、主梁的设计分析,得出桥梁的预应力布置、主梁截面形式、拉索的施工步序应依据施工阶段分析中主梁与主塔的受力情况最终确定。该桥目前已施工完毕,该桥的设计经验可以为同类桥梁的设计与施工提供参考。     

大跨度悬索桥施工过程中主缆二次应力实测研究

悬索桥主缆钢丝的实际应力关系到主缆的安全储备,为研究大跨度悬索桥施工过程及成桥时主缆断面的应力状态,对南京长江四桥加劲梁吊装过程中桥塔索鞍附近主缆断面的应力进行了现场实测。实测结果表明主缆断面的二次应力主要由钢丝的不均匀轴向应力组成,主缆二次应力随着施工进程在嵌固端处逐渐积累,且变化趋势与主缆在索鞍处的转角变化一致。根据测试数据建立主缆二次应力的拟合曲线,以此来计算个别无测试数据工况的断面二次应力,最终得到南京长江四桥施工全过程的主缆断面二次应力变化曲线。在成桥状态时,桥塔索鞍两侧出口处主缆的二次应力最大,分别为171MPa、136MPa,与平均轴向应力之比为0.26、0.21。研究成果可为大跨度悬索桥主缆的设计及安全储备的确定提供有价值的参考。     

超宽桥面部分斜拉桥施工控制

柳州三门江大桥主桥为(100 160 100)m 双塔双索面三跨部分斜拉预应力混凝土箱梁桥,桥面宽41m,居同类型桥梁国内第一。介绍该桥悬臂施工中采用的控制方法和施工控制主要内容,重点介绍了施工过程中主梁变形、斜拉索索力的测试和控制及主梁截面应力、索塔变形的监测。工程实践表明,该施工控制方法合理,取得了满意的控制结果,为同类型桥梁的施工控制提供了参考。     

武汉大道金桥主桥的设计

为探索跨铁路站场大型变宽斜拉桥的结构特点及其关健技术,对武汉大道金桥的设计和计算分析过程进行了总结。金桥为独塔双索面预应力混凝土斜拉桥,跨径组合为（138＋81＋41）m,桥面宽39-49.9 m,塔、墩、梁固结体系;主梁采用双边箱梁截面,桥塔为混凝土结构、高79.0 m,斜拉索采用扇形空间索面布置。结构分析采用有限元软件 MIDAS进行总体受力分析,并采用 ANSYS对桥塔锚索区顶部三个节段进行局部受力性能分析和优化,通过试验及计算对该桥的抗震及抗风性能开展了专题研究。结果表明该桥的强度、刚度等各项检算值均满足规范要求。     

多跨连续梁独塔斜拉协作体系桥梁结构参数分析

从协作体系的结构状态和一些重要的设计参数着手,研究多跨连续独塔斜拉协作体系桥梁的塔、梁、索受力特征及位移形态,分析主跨无索区长度、主梁高跨比、主边跨比及塔的高跨比等设计参数变化对结构所产生的影响,并提出合理的取值范围。     

景德镇白鹭大桥主桥钢梁设计

江西省景德镇白鹭大桥主桥系三跨连续独塔单索面无背索竖琴式斜拉桥,钢塔钢箱梁,塔梁墩固结。结合该桥的特点,介绍了钢梁结构设计以及钢梁重要受力节点的设计。综合该桥的结构受力、构造、施工及造价等,分析了该桥的设计特点。     

无背索斜拉桥的概念、设计与施工

长沙市洪山大桥是一座无背索斜拉桥,该类型桥梁的受力特性与常规斜拉桥有较大的不同,造成其设计和施工的特殊性。归纳国内外已建和在建的无背索斜拉桥的一般情况,详细论述其塔梁平衡关系和索、塔倾角的取用准则,根据优化塔、索造价和降低塔重偏差对塔身受力的影响来可以得到塔的合理倾角。进一步介绍洪山大桥的主梁类型和截面型式、若干构造细节和施工过程,分析研究表明钢-混凝土组合脊骨梁更能够适应无背索斜拉桥的受力特点,并具有造价和技术优势;主跨两端特殊的构造设计可以保证塔梁结合部和主跨-辅助跨过渡段的传力平顺;施工中采用桥面预压工艺可以有效改善桥面板横桥向受力状态。     

巴河特大桥斜拉索安装施工关键技术

矮塔斜拉桥作为一种介于传统斜拉桥与普通连续梁桥之间的斜拉组合体系桥,具备跨度大、刚性强、造型美、成本低、施工简便等诸多特点,遂近几十年间于世界各地广为兴建。本文结合巴河特大桥项目施工实际,就矮塔斜拉桥的斜拉索安装施工关键技术展开全面探讨,以期可对类似桥梁施工项目有所借鉴参考价值。     

特大跨度斜拉桥制造阶段参数敏感性分析及工程应用

基于敏感性分析的基本原理,以苏通大桥为研究对象,根据几何控制的全过程自适应施工控制方法的具体特点和要求,就制造阶段主梁和斜拉索的关键参数进行了系统的敏感性分析研究,揭示了超大跨度斜拉桥的力学特性,确定了影响主梁线形和索塔偏移的主要结构参数。为制造和施工阶段控制容许误差的确定、误差修正及最优控制决策提供科学依据。