结构体系对多塔斜拉桥抗震性能的影响分析

以嘉绍大桥6塔斜拉桥为研究对象,详细分析了刚性铰以及塔梁纵向约束形式对6塔斜拉桥动力特性和地震反应的影响特点.分析结果表明:(1)刚性铰的设置对多塔斜拉桥主梁的1阶对称侧弯振型频率和1阶对称扭转振型形状影响较大,但对于多塔斜拉桥地震反应影响很小;(2)塔梁纵向约束形式主要改变多塔斜拉桥主梁的竖弯和侧弯刚度,随着纵向约束增强,主梁竖弯和侧弯振动频率增加,并且部分振型形状发生明显改变;(3)全漂浮体系的位移反应过大,而全固结体系的内力反应过大;(4)部分约束体系的位移反应很小,边塔和中塔的内力反应亦较小,而次边塔的内力反应则过大.因此,刚性铰的设置对多塔斜拉桥抗震性能影响很小,而塔梁纵向约束形式则对其抗震性能产生重要影响.     

大跨独塔斜拉桥纵向约束体系研究

为寻求一种最优纵向抗震体系,以一座位于高烈度区的205 m+205 m独塔斜拉桥为工程背景,建立动力模型进行时程分析,分别从黏滞阻尼器方案和弹性索方案两方面进行参数研究,比选2种方案并确定最优的纵向约束体系。结果表明,在总阻尼力和阻尼指数相同的前提下,当边墩与桥塔的阻尼器屈服力之比为1∶2时,下塔柱底的地震弯矩、塔顶位移与主梁位移均达到极小值;黏滞阻尼器在边墩和桥塔上的布置数量分别为4个、8个,当阻尼指数取0.3、阻尼系数为2 000 kN时,地震内力与位移均可得到有效的平衡控制;当全桥2根弹性索刚度为4×10⁴ kN/m时,关键截面的弯矩和剪力均出现极小值,黏滞阻尼器方案较弹性索方案的地震内力降幅超过20%,地震位移大致减小50%。     

纵向墩高差对桥梁抗震响应的影响研究

为提高西部山区桥梁安全性,研究纵向桥墩高差对结构的抗震响应规律。首先明确研究案例,并根据实际工程需求和推广拓展,选择标准跨径下的简支和连续结构为研究对象;然后通过连续改变某一跨的墩高来研究结构在横向、纵向地震作用下的响应规律;最后对得出的结构响应,采用简化弯矩曲率关系判断结构的安全性高低。结果表明：高墩弯矩和轴力受低墩高度影响较小;低墩弯矩呈现二次曲线变化形式,且峰值出现在等高墩之前,低墩轴力为增加自重和增加惯性力的耦合作用结果,呈现非一致增长;当纵向墩高差在5 m范围内时应特别注意低墩在横、纵向地震作用下的地震响应。     

三塔悬索桥中塔弹性纵向约束对结构设计的影响

以泰州大桥为例,用有限元法分析了三塔悬索桥中塔弹性纵向约束的合理弹性刚度,研究了弹性纵向约束对主塔、加劲梁、主缆以及结构动力特性的影响,研究结果表明,设置弹性索能有效改善三塔悬索桥的受力性能。     

非线性粘滞阻尼器对大跨CFRP索斜拉桥抗震性能影响研究

为探讨碳纤维复合材料(CFRP)索斜拉桥的阻尼器减震控制适用性及设计参数选取,以苏通大桥为背景,建立钢索斜拉桥的有限元模型,根据等轴向刚度准则换索得到CFRP索斜拉桥模型。采用时程分析法对所取目标函数作参数敏感性分析,并对2种索的斜拉桥减震控制效果进行比较,得到粘滞阻尼器设计参数的合理取值范围。分析表明:主梁端附加阻尼器对斜拉桥结构的减震控制有很好的补充作用;阻尼器参数相同时,CFRP索斜拉桥可获得较优的减震效果。     

大跨度三塔斜拉桥纵向约束体系设计研究

针对三塔斜拉桥温度效应显著、整体刚度不足的特点,以黄茅海大桥(主桥为(100+280+720+720+280+100)m独柱塔双索面三塔斜拉桥,采用分体钢箱梁)为背景,采用非线性时程分析方法,对比分析不同纵向约束体系下斜拉桥的静、动力响应.结果表明:中塔通过设置弹性索实现弹性约束,单侧弹性约束刚度6.5×105 kN/...     

主梁纵向约束方式对单塔自锚式悬索桥结构设计的影响

单塔自锚式悬索桥结构一般采用半漂浮体系,主梁纵向约束的模拟对结构设计有较大的影响。以大沽河航道桥为例,通过有限位移理论计算分析主梁纵向约束方式对结构设计的影响,由分析可知:主梁纵向约束方式对主缆、吊索、主梁及桥墩的设计影响不大,且考虑支座非线性时荷载作用效应基本满足线性关系;主梁纵向约束方式对桥塔、结构纵向变位设计影响很大,且考虑支座非线性时荷载作用效应不满足线性关系;在单塔半漂浮体系自锚式悬索桥设计中,为避免采用较大的伸缩缝,建议桥塔处设置纵向限位装置。     

桥塔倾角对斜独塔斜拉桥动力特性及抗震性能的影响分析

斜独塔斜拉桥桥塔倾斜角度对结构内力及构件稳定性的影响研究已经比较成熟,但其对结构动力特性及抗震性能影响的研究还较少。以某斜独塔斜拉桥为工程背景,分别建立桥塔倾角为74°、82°、90°时的全桥三维有限元模型,分析结构的动力特性和结构在地震作用下的响应,评价桥塔倾角对结构动力特性及抗震性能的影响。     

约束关键装置损伤对大跨度三塔斜拉桥动力响应的影响研究

约束关键装置是桥梁的“关节”,对桥梁的正常运营发挥着至关重要的作用。以黄茅海三塔斜拉桥为工程背景,针对黄茅海三塔斜拉桥采用的约束体系,研究了不同约束关键装置损伤对大跨度三塔斜拉桥动力响应的影响。结果表明,约束关键装置损伤对大跨度三塔斜拉桥动力响应的影响相对较小,但约束关键装置损伤可能会导致弹性索发生断索破坏,阻尼器丧失耗能能力以及支座发生局部损伤。因此,三塔斜拉桥服役期间应重点关注约束关键装置的运营状态,加强对约束关键装置的养护力度,尽量减少约束关键装置损伤的机率。     

钢混组合结构斜拉桥抗震性能研究

为了对一座钢混组合结构斜拉桥在不同塔梁连接刚度下的抗震性能进行研究,利用通用有限元软件M IDAS CIVIL对该斜拉桥建立空间梁格体系模型,并利用反应谱法对其在不同塔梁连接刚度下的地震响应进行计算,得到该斜拉桥在地震力作用下的内力及位移响应,通过对计算结果的对比分析,最后确定该斜拉桥在塔梁部位的连接形式,为该桥设计及今后的工程应用提供参考。     

斜拉桥施工过程中温度对主梁的影响效应分析

在大跨径混凝土箱形斜拉桥主梁施工过程中,温度变化会给主梁挠度带来很大影响,主梁线形控制难度增大,合龙质量下降。为研究温度对混凝土斜拉桥主梁挠度的影响,文中以湖南郴州赤石特大桥为工程背景,对温度实测数据进行分析,同时利用有限元软件计算拟合温度场下挠度并与实测结果对比。结果表明,在温度影响下,主梁挠度变化与温度变化呈相反的趋势,且斜拉桥主梁由于腹板的存在其竖向温度梯度的温差值减小。     

静态有限元不同约束方式的影响

利用CATIA软件建立一个正六面体模型,导入到HyperWorlds中进行不同约束方式的三种工况静力学分析,得到位移和应力分布图。计算出典型工况下六面体的变形位移与应力大小,同软件结果进行对比,分析其误差范围及原因,由此总结出不同约束方式对静态有限元分析结果的影响。     

不同承台结构形式对大跨刚构桥抗震性能的影响分析

为探究高烈度区不同承台结构形式对大跨预应力混凝土连续刚构桥梁抗震性能的影响,以某座108 m+188 m+108 m双幅双肢薄壁墩连续刚构桥为工程背景,采用时程分析方法对该桥进行三向激励,对比研究纵联横离式、纵联横联式、纵离横离式、纵离横联式共4种承台结构形式对两幅桥墩柱和桩基内力、位移动力响应的影响。结果表明：采用纵离的承台形式在纵向地震下,桩基内力需求降低了30%~70%,墩柱内力需求降低了26%~33%,且与纵联的承台形式相比,桩身拉力减少较多;采用横联的承台形式在横向地震下,桩身轴力需求降低11%,且基本不存在拉力,桩基和墩柱的内力响应虽分别增大30%和16%,但与纵向减小量的相比,增加幅度较小。因此,为提高特大桥全寿命周期的安全性和经济性,对于以地震响应为控制设计核心要素的高烈度区大跨连续刚构桥梁,建议采用纵离横联式的承台结构形式。     

拉索调整对曲线形部分斜拉桥主梁扭转的影响

为研究曲线形部分斜拉桥的扭转受力性能,建立了考虑悬臂浇筑施工全过程的有限元模型,分析了主梁在永久作用和可变作用下的主梁扭矩分布规律以及扭矩与中跨圆心角的关系。在此基础上提出了调整曲线内外侧斜拉索的面积和索力分布以改善曲线形部分斜拉桥主梁扭矩分布的方法,并对此进行了实例验证。分析结果表明：拉索调整是一种改善曲线形部分斜拉桥主梁扭矩分布的有效方法。     

钢轨伸缩调节器对斜拉桥纵向附加力的影响分析

国内外学者对简支梁和连续梁桥上无缝线路的梁轨相互作用进行了大量的研究,而对城市轨道交通斜拉桥桥上无缝线路的梁轨相互作用的研究非常少。文中以上海轨道交通16号线上某斜拉桥(80m+160m+80m)为背景,研究了4种不同钢轨伸缩调节器设置方案对钢轨纵向附加力的影响。研究表明,在斜拉桥两端设置钢轨伸缩力能有效地降低钢轨纵向附加力。在斜拉桥跨中设置伸缩调节器时,因斜拉桥跨度大,不能有效地降低钢轨纵向附加力,工程实际中建议在斜拉桥梁两端设置钢轨调节器。     

边界条件对CFST拱桥抗震性能影响分析

大跨度系杆拱桥有多种约束形式,不同的约束形式在地震作用下的内力响应不同。该文建立跨径120m系杆拱桥模型,采用时程分析法,对其从纵向、横向、纵向加竖向及三向进行多维一致激励输入地震波。发现横向约束减弱时,桥梁扭转增强;不同方向输入地震波时,产生的内力区别较大。通过对比分析,3种约束形式中,均是固定支座和一端固定、一端释放顺桥向约束的两种模型综合抗震性能较强。     

场地地形对地下结构抗震性能的影响

为了研究场地地形对地下结构地震反应的影响,采用有限元数值分析方法,以地基土-地铁站结构体系为研究对象,分析场地地形下土-地下结构体系的地震反应。作为初步研究,主要对水平地震输入下含土坡的单一土层地形展开分析,研究体系的地震反应规律,并探求不同坡度下的土一地下结构体系地震反应变化规律。     

土与结构相互作用对桥梁抗震的影响研究

该文以某钢管混凝土拱桥为例,应用大型有限元分析软件ANSYS对该桥在考虑或不考虑桩土相互作用的两种情况下对地震响应的差异进行了分析研究,可为今后大型桥梁的设计研究提供参考。     

连接两幅主梁的横梁对结合梁斜拉桥力学性能的影响分析

重点研究了结合梁斜拉桥的力学性能,特别针对连接两幅主梁的横梁,进行了详细的计算分析.结合某工程方案,利用Midas Civil 2010桥梁专用程序建立空间有限元模型,对一座主跨400 m的双塔分幅结合梁斜拉桥方案进行了静力计算,在静力荷载作用下,研究分析了连接两幅主梁的横梁在不利受力状态下的受力性能,并改变连接横梁的...