多塔连跨悬索桥基频估算方法

近年来,在跨海大桥的兴建中,多塔连跨悬索桥的方案引起了越来越多的关注.但由于中间桥塔处约束较弱,其动力特性与中塔刚度紧密相关,现有规范中的基频估算公式无法适用.基于能量原理,提出了适用于多塔连跨悬索桥的基频估算方法,最后给出了中塔刚度变化下的算例结果比较.结果表明,该估算方法有较高的精度,可为实际工程提供参考.     

多塔斜拉桥纵向约束体系地震反应及减震控制研究

以某4塔斜拉桥为研究对象,利用ANSYS有限元软件建立全桥模型并对其动力响应进行数值模拟分析。在此基础上,重点考察多塔斜拉桥采用两种塔梁纵向约束体系时应用粘滞阻尼器的减震控制特性,实验结果表明:部分固结体系(中间塔固结)易在被约束塔底产生内力极值,难以消能,减震效果不明显;全自由体系在塔顶和主梁均产生了较大的纵向位移,在抗震设计时需格外关注结构纵向位移。     

大跨度多塔斜拉桥行波效应分析

为研究行波效应对大跨度多塔斜拉桥地震反应的影响规律,文章选取某大跨度四塔公铁两用斜拉桥为研究对象,利用时程法计算结构在不同波速下的地震响应,并与一致激励的情况做对比分析。结果表明,在低波速段结构的纵向位移响应表现出增大趋势;一般在波速约为500 m/s时会产生的结构内力最小值;不同波速下边塔和边主墩的内力响应波动更加剧烈,在低波速段,边塔内力有减小趋势,而边主墩、中塔和中主墩内力有增大趋势。在进行桥梁抗震设计时,有必要考虑低波速状态下的行波效应对结构地震响应的影响。     

考虑行波效应下的多塔斜拉桥减隔震体系研究

以一座主跨908 m的多塔斜拉桥为研究背景,建立全桥动力计算模型,分析了行波效应下该结构常规体系与减隔震体系的地震响应,结果表明:1对于常规体系,行波效应会增大上桥塔内力,但采用拉索减震支座的减隔震体系具有较好的减震率;2考虑行波效应对桥墩抗震有利,而减隔震体系会进一步降低桥墩内力;3减隔震体系可以将主桥支座位移控制在要求范围内,对于引桥,考虑行波效应时,支座位移增大明显,也建议采用拉索减震支座;4行波效应下,主-引桥相对位移增大,建议在主-引桥间设置连梁装置和缓冲装置,以提高抗震性能。     

行波效应对大跨空间结构竖向构件的影响分析

本文以西安咸阳国际机场二期扩建工程T3A航站楼主楼为工程背景,针对行波效应对大跨空间结构竖向构件的影响进行了研究探讨。分析表明,考虑行波效应后,大跨空间结构整体的层弯矩和层剪力减小,但作为竖向构件的柱内力却有所增加,传统设计工作中单纯按照一致激励设计是偏于不安全的。行波效应对大跨空间结构柱的影响与楼层、柱的位置均有关。在同一楼层内,柱内力最大值由行波效应控制的单元在平面位置分布上有一定的规律性,超载比较大的单元出现在结构平面中柱分布的四周,即角柱与边柱;各层柱的影响程度有所不同,对一层柱的影响最大,对二层柱的影响次之,对其它层(三层和四层)柱的影响较小。大跨空间结构的动力特性较为复杂,其地震作用的影响不容忽视,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。     

地震行波效应对大跨连续刚构桥主动控制的影响

为了探讨地震行波效应对大跨桥梁主动控制地震反应和减震效果的影响规律,推导了地震动多点输入下大跨度桥梁的主动控制计算方法,对一座四跨连续刚构桥梁进行了具有不同视波速的行波输入下的主动控制计算分析,并与地震动一致输入下的计算结果进行比较。结果表明,行波效应对该大跨连续刚构桥梁的主动控制地震反应和减震效果影响显著,对主梁和桥墩均会在较低视波速地震行波输入时表现出不利影响,且对高墩的不利影响大,对低墩的不利影响小。行波效应对纵桥向主动控制的减震效果具有较大不利影响。为此,建议在确定主动控制系统的参数时应考虑地震行波效应的影响以确保控震效果。     

中央扣对大跨悬索桥抗震性能影响研究

依托某大跨悬索桥,基于有限元建立不同形式的中央扣悬索桥模型,分别进行模态分析和动力时程分析,研究不同中央扣形式对大跨度悬索桥动力性能和抗震性能的影响规律。结果表明:在动力性能方面,中央扣的设置会提高悬索桥的整体刚度,对反对称振型影响较大,且能够有效抑制纵飘振型,其中刚性中央扣可以使主缆振动的振型提前;在抗震性能方面:纵桥向,中央扣的设置使得主梁的纵向位移减小、主梁和跨中主缆的内力增大,其中刚性中央扣效应明显,而中央扣的设置对其它位置的位移和内力影响不大;横桥向,仅刚性中央扣的设置造成主梁跨中部分的剪力增大,而其它位置的位移和内力没有较大变化。结果可为同类型桥梁设计提供参考及依据。     

超大底盘多塔结构地震行波效应分析

对超大底盘多塔结构进行水平地震行波效应分析,在现实意义的地震波速范围内,分析了基底剪力和弯矩、楼层剪力和关键部位梁柱内力行波效应连续变化曲线,并将计算结果与一致激励进行对比分析,结果表明:考虑行波效应后,上部塔楼的内力比一致激励的小,且随着视波速的增大而增大;底盘部位杆件内力显著增大;结构基底剪力和弯矩显著减小,行波效应对结构内力有显著的影响。     

中央扣对大跨悬索桥地震响应的影响研究

以一在建大跨度钢桁梁悬索桥为背景,建立有限元计算模型,分析设置不同模式中央扣情况下结构动力特性和地震响应。利用非线性时程分析方法,研究阻尼器对设置不同模式中央扣的悬索桥地震响应的影响。结果表明,中央扣的设置对悬索桥的纵飘特性影响较大;在无阻尼器情况下,设置中央扣能有效减小加劲梁的纵向位移,但大幅增加加劲梁上桁梁的应力;设置阻尼器后能明显减小加劲梁上桁梁增加的应力、桥塔剪力和弯矩。最后指出,采用合理的中央扣模式和阻尼器参数能显著改善结构的抗震性能。     

行波效应下高墩多塔斜拉桥地震易损性分析

为了研究行波效应对大跨高墩多塔斜拉桥抗震性能的影响,以一座超高墩四塔斜拉桥工程实例为分析对象,采用概率性的易损性分析方法,选用OpenSees抗震有限元分析软件,建立全桥非线性动力有限元模型。从PEER数据库中选取80条有代表性的地震波数据,采用位移输入法进行地震波的多点输入以计入行波效应的影响,考虑7种不同剪切波速和一致激励情况,完成全过程非线性分析。结合大桥特点,考虑3种纵向约束体系,选择支座、斜拉索、主梁和桥塔作为易损构件,并通过比较后选取PGD(地震波峰值位移)作为地震动强度指标,建立结构地震概率需求模型,计算和绘制了易损构件的易损性曲线,选择MPGD值(损伤超越概率P_f=50%对应构件的PGD值)作为构件损伤评价指标。结果表明:支座是最易损伤的构件,桥塔相对来说易损性最小;行波效应对支座的抗震有利,对纵向全约束和半约束体系的抗震也有利;随着波速的增加,各构件和体系的抗震水平基本趋于一致激励的结果。     

结构阻尼对大跨悬索桥颤振临界风速的影响

结构自身阻尼值的大小对于结构颤振发生的时机起着至关重要的作用,也即结构自身阻尼值越大,颤振临界风速越高。因此,增加桥梁结构固有阻尼也可作为提高桥梁颤振临界风速的一种有效措施。     

大跨悬索桥损伤预警方法

本文在基于小波包能量谱的结构损伤预警理论基础上,建立了大跨悬索桥损伤预警方法,并以润扬大桥悬索桥为例,详细研究了损伤预警指标的损伤适用性和损伤敏感性.分析结果表明,采用基于小波包能量谱的结构损伤预警指标能有效地发现大跨悬索桥桥面结构的损伤,并且不同预警指标的损伤敏感性不同.     

大跨管道悬索桥抗风特性试验研究

大跨度管道悬索桥,由于没有桥面板,其抗风特性与普通悬索桥具有一定的差异,目前没有专门的管道桥抗风规范,抗风问题已成为管道桥设计中的重要考虑因素。文章以某大跨度管道悬索桥为工程背景,总结山区峡谷管道桥设计风参数的选取方法,得到管道桥桥面高度处的设计风速。通过节段模型风洞试验,获取了管道桥的气动力系数,为桥梁的抗风设计提供重要参数。通过节段段模型动力试验,详细研究了该桥的气动性能。最后给出了管道桥的全桥气弹模型试验的风致响应特性。研究结果表明,跨度不超过300 m的管道悬索桥具有很好的抗风安全性,为以后管道桥抗风规范的编写等提供参考和依据。     

大跨多塔斜拉桥动力特性及抗震性能研究

结合一座大跨多塔斜拉桥工程设计实例,分析了桥塔与主梁之间不同约束形式的大跨多塔斜拉桥体系动力特性,对比研究了不同塔、梁间纵向约束方式对结构关键位置地震反应的影响.分析表明,桥塔与主梁间纵向约束方式的设置对结构的动力特性影响很大;在水平和竖向地震作用下,不同桥塔主梁约束形式的结构体系,各桥塔关键位置的内力差异也较大;释放各桥塔、主梁之间的纵向约束,可以减小塔底、承台底的弯矩以及塔底剪力,但会增大由于承台振动对承台底剪力的贡献.     

主缆矢跨比对大跨悬索桥经济技术指标的影响

对一跨径为328 m 1138 m 400 m单跨悬索桥的矢跨比为1/9,1/9.5,1/10时的经济技术指标进行了计算和讨论,并结合国内外已建悬索桥的设计实例,以期在技术指标和经济指标间找到一个合理的平衡点,为广大桥梁设计工作者提供了参考。     

国家会展中心大跨预应力混凝土框架水平地震行波效应影响分析

国家会展中心采用预应力混凝土框架承重体系,柱网尺寸高达27m×36m,使用活荷载为15k N/m2,属大跨重载结构。其结构单体尺寸长达297m,在计算地震作用时,行波效应的影响不容忽视。采用MIDAS/Gen软件进行弹性水平地震时程分析,采用多点激励的方法,对国家会展中心预应力框架结构的底层框架柱、2层楼面梁、楼板等主要构件的内力分布进行分析,并对比不同视波速的影响。结果表明,对于位于结构边缘的构件,行波效应带来的不利影响较大,在设计时需要予以考虑。     

考虑温度效应的大跨悬索桥空缆线形倒拆分析研究

利用悬索桥的倒拆分析来判断悬索桥的设计与施工是否正确合理.以永大高速公路江底河特大悬索桥为例,利用Midas civil建立有限元模型,准确分析确定其合理的成桥状态、空缆线形,在倒拆分析中考虑温度效应对悬索桥成桥及空缆线形的影响,对其施加不同的温度梯度,对比悬索桥前后线形位移.结果表明,温度梯度对悬索桥的线性位移影响很大,其变化与主缆的位移近似成线性关系,且相较于未施加温度梯度时的线形位移成倍数增加.要高精度地架设主缆索股,需在依靠可靠数据的基础上按空缆线形随温度变化关系进行内插.     

大跨悬索桥设计若干技术问题

我国已开始进行建设现代化大跨径悬索桥的进程。本结合国情和工作实践,对大跨径悬索桥的总体布置,大缆和桥道梁构造和工艺的若干问题进行了探讨。     

行波效应对不同结构体系多塔斜拉桥地震响应影响——以杭州湾六塔斜拉桥(嘉绍大桥)为研究案例

考虑地震波的行波效应,结合嘉绍大桥这一大跨度多塔斜拉桥的工程实例,利用ansys有限元数值分别模拟嘉绍大桥的基准体系模型、全固接体系模型以及全漂浮体系模型,采用动态时程分析方法,对比研究了不同结构体系在一致输入以及考虑行波效应的多点输入2种不同输入方式下的地震响应。研究结果表明,行波效应对斜拉桥结构内力有显著的影响,大跨度斜拉桥抗震性能分析必须考虑行波效应.且行波效应的影响与结构自身约束条件、视波速、构件位置及研究响应类型(位移与内力)等有较大关系。     

土-桩-结构相互作用对大跨悬索桥动力特性的影响研究

本文以国内第一大跨桥梁———润扬长江公路大桥南汊悬索桥为研究对象,基于大型有限元分析软件ANSYS建立了该桥的三维有限元模型,其中采用质量-弹簧体系模拟了土-桩-结构的相互作用。以此为基础对润扬悬索桥的自振特性进行了分析,重点研究了土-桩-结构相互作用因素对大跨悬索桥动力特性的影响,与现场动力测试结果的良好吻合表明了有限元分析结果的可靠性。研究结果为大桥的损伤预警和状态评估奠定了研究基础。