大跨斜拉桥钢箱梁正交异性桥面详细应力计算和桥面优化研究

正交异性钢桥面箱梁广泛应用于大跨斜拉桥,顶板厚度和纵肋规格是最重要的结构参数。为研究正交异性钢桥面结构设计关键参数对受力的影响,以广东省江顺大桥主跨700 m混合梁斜拉桥为研究对象,建立大规模全桥结构组合有限单元模型;选取桥面U肋板厚和顶板厚两个关键参数作为变量,考虑这两个厚度的不同组合,采用标准车辆荷载、超重车辆荷载、标准疲劳车辆荷载和欧洲LC标准荷载分别作用在主车道和重车道上,对比计算了22种荷载工况,通过计算详细了解不同参数变化时桥面结构的详细应力分布和控制应力的变化。     

大跨度双塔双索面斜拉桥动力响应分析

斜拉桥以其独特优美的造型及优越的跨越能力,在我国得到了广泛的应用。[1]关于斜拉桥的成桥状态,以及其在自重、车辆、地震作用下的结构分析,越来越受到关注。文章应用大型通用有限元软件ANSYS,完成了双塔双索面斜拉桥有限元模型的建立,分析了斜拉桥在其自重、自重与车辆载荷、地震作用下的力学响应。移动车辆荷载采用瞬态分析法,发现车辆运行至跨中时,造成跨中截面最大挠度。地震分析采用动态时程分析法,以加速度的方式输入,可以同时观察到桥梁的强度与变形,使得工程师更清楚桥梁地震动力破坏的机理,更加正确的采取抗震措施,保证桥梁结构的安全。     

斜拉桥空间有限元精细化建模技术研究

斜拉桥是桥梁结构中比较复杂的一种,由于有塔墩和斜拉索的作用,结构处于高次超静定状态。斜拉桥结构分析以往大多采用平面杆系模型或三维梁格单元模型,很少有人采用索单元和三维实体单元建立斜拉桥全桥模型进行结构分析。采用梁格单元模型分析斜拉桥无法准确模拟主梁抗扭刚度、剪力滞、偏心荷载作用等,在做斜拉桥荷载试验时很难获得全桥任意车列荷载作用下,空间位置测点的理论计算结果。本文将详述利用交通部公路科学研究院开发的桥梁检测分析系统QLJC建立斜拉桥的索单元和实体单元组合的精细化斜拉桥有限元全桥模型,其中拉索用2节点索单元离散,主梁和塔墩用实体单元离散,拉索、主梁和塔墩单元之间通过节点位移约束方程连接。采用的实体单元是12节点等参元,它更适合于桥梁这种横向尺寸小纵向尺寸大的细长结构,这是一种切实可行的斜拉桥空间分析方法。本文给出了一些动静力分析的结果。     

斜拉桥索-桥耦合非线性参数振动数值研究

考虑拉索垂度及几何非线性的影响 ,建立了斜拉桥拉索与桥面耦合振动的非线性参数振动精细模型 ,用龙格 库塔直接积分方法对典型拉索进行了数值求解。研究结果表明 ,拉索与桥面的耦合参数振动特性与索的垂度、振动频率、倾斜角度等有关。并阐明了本文模型的实用性     

公轨两用高低塔斜拉桥钢桁梁设计研究

为确保公轨两用高低塔斜拉桥钢桁梁结构合理并兼具良好的经济性,以重庆红岩村嘉陵江大桥为工程背景,在设计中对钢桁梁横断面布置、桁型选择、节点拼接形式、索梁锚固结构、桥面压重方案、主桁架设方法等进行了比较和研究,结果表明:在主跨375 m和桥宽31.2 m的条件下,高低塔斜拉桥钢桁梁的横断面采用双索面双桁片布置最为合理;主桁采用三角桁,腹杆受力分布相对N形桁更均匀;主桁节点与腹杆采用双剪等强对拼连接,便于安装,可大幅减少高强螺栓数量并显著减小节点板尺寸;索梁锚固采用销耳锚固形,传力明确、构造简单;在下层桥面靠近梁端和辅助墩处采用集中压重避免支座出现负反力,施工简单快捷、工序少;主桁采用散件拼装架设方法受限少,难度低。     

大跨径钢桁梁斜拉桥节点受力分析

为研究白居寺长江大桥——钢桁梁斜拉桥关键节点的受力行为,该文用有限元方法对其受力行为进行分析。采用有限元软件建立节点局部模型,从整体计算分析结果中提取节点区域在最不利荷载作用下的内力,将其施加在节点局部模型中进行分析。结果表明:设计节点应力集中区域很小,其他区域应力均小于210MPa。     

双塔斜拉桥设计与激励耦合分析

由于斜拉桥的自身功能,结构会一直承受随机的由交通工具带来的移动荷载,同时由于斜拉桥的自身结构特点,使其对风荷载有极高的敏感性。因而,分析时需将地震作用、风荷载以及移动的车辆荷载全部考虑进去,即所谓的激励耦合分析。本文以工程实例为背景,基于工程造价开展了双塔斜拉桥的设计,采用ANSYS有限元软件建立双塔斜拉桥三维有限元仿真模型进行仿真分析,输入一维地震波、二维地震波及三维地震波考察结构的变形及位移。然后通过综合施加车辆移动荷载、风荷载及地震波对斜拉桥开展激励耦合分析,根据其振动与位移规律给出相应设计建议以供参考。     

城市双车道错位交叉口合理间距分析

针对城市内主支路相互交叉的错位交叉口严重影响城市道路网运输效率与车辆运行安全的问题,以双T型错位交叉口为研究对象,研究其在不同设计速度下的节点间距值。首先,明确了错位交叉节点间距定义,考虑等待可插入间隙、换道条件判断、变换车道、减速停车及排队等候这5个相关因素,据此建立错位交叉口节点间距计算模型,计算不同设计速度下的节点间距值。其次,以翠华路错位交叉口路段为例,建立Vissim仿真模型,选取平均车辆延误、平均停车次数、平均停车时间及冲突次数为指标,通过Vissim仿真试验对比间距改进前后错位交叉口内交通流的运行特性。最后,通过敏感性分析,对比不同交通量负荷度水平下车辆延误、停车次数及停车时间的变化趋势。结果表明,由所建立的节点间距计算模型计算所得的间距值能够满足错位交叉口路段车辆安全顺畅运行的要求。     

桥面平整度数值模拟及评价方法研究

采用给定的功率谱密度函数对桥面平整度进行数值模拟,得到桥面平顺性数据样本。并对现行平整度评价方法进行分析,得出评价指标与平顺性等级间的对应关系。最后将该方法应用于具体工程,对桥面平顺性进行评价,取得了良好的效果。为车辆行驶舒适性及车辆桥梁相互作用等相关研究提供参考依据。     

桥面铺装在车辆紧急制动状态下的受力分析

通过分析车辆在桥面上的行驶状态,确定在车辆紧急制动时桥面铺装所受到的水平推力最大。采用ANSYS有限元软件分析的方法,应用表面效应单元模拟紧急制动时的车辆荷载,计算桥面铺装的应力应变影响。根据计算得到的应力应变分布形状和大小规律,为桥面铺装结构的设计提供依据。     

空间扭背索斜拉桥施工控制技术探究

采用有限元分析软件,对某斜拉桥进行了建模分析,探讨了桥梁施工阶段主要控制的内容及方法,从混凝土主梁施工、钢主梁预制、拉索预制、桥面铺装等方面,提出了处理施工各阶段异常情况的对策,从而确保桥梁的质量。     

超宽型桥面斜拉挂篮构造分析及探讨

以某斜拉桥主梁悬浇为实例,比较详细地阐述了超宽型桥面斜拉挂篮主要构件的构造及其功能、运行原理、计算模型。对挂篮主梁悬浇施工中出现的构造和功能方面的问题作了进一步的探讨。     

组合桁架节点的试验及有限元分析

采用模拟试验及有限元方法,对某桁架斜拉桥中组合节点的力学性能进行分析。试验研究了此节点的安全裕度及适用性,模型缩尺比例为1:2.5。分析了应力分布、裂缝抵抗能力、锚栓剪切抵抗力,研究了节点的力学性能及传力途径。在荷载达到设计荷载的1.7倍前,钢板和混凝土弦杆的最大应变均在弹性范围内,说明这种结构有很好的安全裕度。基于试验结果,建立三维有限元模型,有限元分析的承载力和刚度计算结果与试验吻合较好。本分析为后续研究及组合桁架桥、组合节点的设计,提供了有价值的参考。     

开口截面双索面斜拉桥动力特性研究

开口截面斜拉桥的自由扭转刚度较低,其翘曲刚度和自由扭转刚度相比不可忽略,采用模型的不同将严重影响扭弯频率比,而扭弯频率比对颤振起至关重要的影响,故扭转刚度的正确计算是抗风分析的关键。在分析开口截面斜拉桥的结构构造特点的基础上,考虑各种参数（索的非线性,索的振动,主梁质量中心和剪切中心间的偏心）对斜拉桥的自振特性的影响,对开口截面的桥面采用三种有限元模型,建立了空间三维计算模型．并将其应用于江苏省灌河特大桥的动力特性的计算。通过对三种有限元建模方式的计算结果的比较,说明三主梁模型应用于开口截面双索面斜拉桥是适用的。     

大跨度宽幅斜拉桥组合梁精细化受力分析研究

以宜宾盐坪坝长江大桥为例,采用WisePlus空间有限元分析软件建立该桥梁空间网格模型进行了模拟计算,分析了大跨度宽桥面斜拉桥组合梁的受力特点。研究表明:宽桥面组合梁的剪力滞效应明显;小纵梁的设置有利于改善混凝土桥面板横向受力,对钢横梁受力影响小;梯度温差、汽车荷载等作用对混凝土桥面板横向受力不利;钢横梁与主纵梁采用高强螺栓连接,钢横梁横向分析时可以采用两端简支模拟边界条件。     

斜拉桥Ⅱ形主梁剪力滞影响因素分析

通过三维有限元模型对Ⅱ形梁斜拉桥主梁剪力滞特性进行了参数分析,主要考虑了预应力、桥面横坡以及小纵梁的影响,并将有限元模型结果与实桥检测数据进行了对比,验证了其可靠性.结果表明:预应力对Ⅱ形截面斜拉桥主梁轴向应力的横向分布规律有明显影响,计算中不可忽略预应力束的影响;桥面横坡也是影响Ⅱ形截面主梁斜拉桥剪力滞效应的一个重要因素,尤其是对顶板中央处的纵向正应力影响较大;在桥面板沿纵向增设小纵梁是减小剪力滞效应的一种有效方法,对于高度较小的纵梁可以显著改善应力分布.     

针形独塔斜拉桥墩梁固结节点的仿真分析

上海嘉定惠平路桥主桥由于建筑景观要求很高而采用针形独塔斜拉桥方案。斜拉桥结构主梁和主墩固结,墩梁节点构造设计复杂,借助3D空间有限元了解节点区域内荷载作用下的应力分布情况。利用结构分析软件ANSYS,建立符合圣维南原理并被验证有效的节点分析仿真模型;利用仿真模型,分析得到该节点区域的钢箱梁节段与固结区内钢结构应力,主墩混凝土的应力与裂缝宽度,为有关节点结构设计提供意见与建议。     

东海大桥超大型跨海桥梁设计综合关键技术研究(下)

2.4.2主通航孔桥主通航孔采用跨径为73m+132m+420m+132m+73m的双塔单索面钢和混凝土结合梁斜拉桥,见图4。主跨径420m,居世界钢-混凝土箱型结合梁斜拉桥第1。主梁采用单箱3室大悬臂截面,桥面宽度33m,梁高40m。主塔采用倒Y形塔。主通航孔桥作为我国首座在外海建造的大跨度斜拉桥,其设计及工程实践具有开拓性的意义。为满足东海大桥海洋环境、常遇重载车辆使用等条件而提出的钢-混凝土箱形结合梁,丰富了斜拉桥的结构形式,为今后斜拉桥设计提供了新的思路。在课题研究中还解决了体外索压重、钢锚梁锚固、结合面耐久性设计等一系列技术难题。2.4…     

大跨斜拉桥钢箱梁空间有限元分析

为了研究大跨斜拉桥扁平钢箱梁在车辆荷载作用下的受力特点,本文以一斜拉桥为工程背景,建立了整体有限元模型和局部模型。在对整体模型分析的基础上,应用子模型法对该斜拉桥扁平钢箱梁各关键截面进行了有限元受力分析,研究了其应力水平及其分布特点,并总结了大跨斜拉桥扁平钢箱梁的受力特性。其结论可以为同类型桥扁平钢箱梁的设计提供参考。     

斜拉桥的发展现状与发展趋势

系统介绍了斜拉桥的发展,从结构多样化,桥面轻型化、拉索新型化等方面探讨了斜拉桥的发展趋势,分析了斜拉桥在设计和建设中存在的问题,以期对斜拉桥的修建具有一定的指导作用。