山坡锚固式超大跨径空间缆索人行悬索桥探讨

为了降低峡谷景区超大跨径人行悬索桥的造价，提出一种山坡锚固式空间交叉网缆索体系的人行悬索桥。在峡谷景区两侧岩石山坡体之上，分散锚固马鞍抛物面空间交叉网缆索体系，取消桥塔结构，降低造价。相比左右两根互相分离的平行缆索体系，马鞍抛物面空间交叉网缆索体系可以产生水平向的分力，解决了人行悬索桥的大幅度侧向摆动问题，提高了峡谷景区人行悬索桥的抗风稳定性。结合某500 m级峡谷景区超大跨径人行悬索桥工程，开展动力模态分析，以便验证山坡锚固式空间缆索体系人行悬索桥的优越性。     

空间缆索体系悬索桥的抗风稳定性研究

为了探索理想的大跨度悬索桥的缆索体系以提高其横向及扭转刚度,以大跨度地锚式悬索桥——润扬长江公路大桥南汊桥为工程背景,采用不同缆索空间布置形式试设计三座具有空间缆索体系的方案桥,采用三维非线性空气静力和动力稳定性分析方法,分别对其动力特性、空气静力和动力稳定性进行分析和比较,并探讨具有良好抗风稳定性的大跨度悬索桥的合理缆索体系。结果表明:悬索桥采用内倾式空间缆索体系后,结构的侧弯及扭转频率增大,结构的空气动力稳定性增强;而采用外倾式空间缆索体系时,结构的侧弯及扭转频率减小,但结构的静风稳定性增强;考虑到悬索桥的空气动力稳定性一般比静风稳定性差,因此从总体抗风稳定性考虑,大跨度悬索桥采用内倾式空间缆索体系则比较有利。     

应用碳纤维缆索的大跨度悬索桥抗风稳定性研究

为了探讨碳纤维复合材料缆索在大跨度悬索桥中应用的可能性,以主缆等轴向刚度为原则,拟定了一座主跨为1490m的碳纤维复合材料主缆悬索桥,并运用三维非线性计算理论进行了空气静力和动力稳定性分析。通过与同跨度钢主缆悬索桥的比较,讨论了不同主缆材料对大跨度悬索桥抗风稳定性的影响。分析结果表明:大跨度悬索桥采用碳纤维复合材料主缆后,静风作用下结构的变形增大,但其静风稳定性却与钢主缆悬索桥基本接近;由于结构自振频率特别是扭转频率有显著的提高,使得其空气动力稳定性要比钢主缆悬索桥好。因此从抗风稳定性角度而言,大跨度悬索桥采用碳纤维复合材料主缆是可行的,但是主缆截面尺寸的确定应采用等轴向刚度的准则。     

抗风缆对玻璃桥面人行悬索桥动力特性和舒适度影响分析

玻璃桥面人行悬索桥整体结构较柔,高空桥梁振动和透明的玻璃易使人产生恐惧感,设置抗风缆是提高桥梁稳定性的必要措施。依托某新建的玻璃桥面人行悬索桥,运用有限元软件从结构的动力特性和振动舒适度两方面对设置和不设置抗风缆两种情况进行建模分析。结果表明:设置抗风缆可以增加结构刚度,提高玻璃桥面人行悬索桥各关键振型的频率。该桥梁的舒适度分析满足英国BS 5400规范要求,设置抗风缆对桥梁的竖向振动和舒适度没有显著的作用。     

单塔空间缆索结构自锚式悬索桥缆索系统安装

天津富民桥是我国第一座单塔空间缆索结构的自锚式悬索桥,在施工中应用了空间缆索结构的自锚式悬索桥相关的一些新的施工技术。本文主要介绍了猫道的架设及调整、主缆的架设、索夹与吊索的安装等上部悬吊结构关键施工技术,为今后空间缆索结构自锚式悬索桥的施工提供参考。     

大跨径小矢跨比人行悬索桥力学性能分析研究

人行悬索桥相比公路悬索桥而言,桥面宽度较窄,结构整体刚度小,属于大跨径柔性结构。国内外大多数悬索桥的矢跨比都在1/12～1/9之间,人行悬索桥考虑到景观效果要求,因此可能设计成小矢跨比悬索桥。为了研究小矢跨比人行悬索桥的受力性能,该文以1/16小矢跨比景区大跨径人行悬索桥为研究对象,通过美国大型通用高级非线性有限元软件MSC.Marc建立了主跨416m人行悬索桥三维空间有限元分析模型,研究了小矢跨比下人行悬索桥结构受力性能。分析结果表明,小矢跨比人行悬索桥在一定程度上影响结构整体刚度的变化,得出在不同荷载作用效应下结构受力性能规律,并且在景区修建小矢跨比人行悬索桥是可行的,研究结论可为柔性人行悬索桥的合理设计提供一定参考依据。     

大跨度人行悬索桥结构设计关键技术

结合现有景区人行悬索桥的研究和建设情况,首先介绍景区人行悬索桥的特点及应用,其次介绍人行悬索桥的结构分类及受力特点,分别从荷载取值、缆索选用、找形分析、人致振动问题、节点设计和桥面板设计六个方面对人行悬索桥设计的关键技术问题提出归纳和建议.结果表明:主缆和抗风缆可按顺序分别找形,避免同时调整两类缆索;现有规范考虑到的自振频率区间未包含实际频率,已不能满足大跨度人行悬索桥设计的需要,应对大跨度人行悬索桥的频率敏感范围进行研究;吊索与主缆及桥面的连接节点是当前设计中常被忽略的薄弱环节,应根据索内力和应力幅进行节点设计和疲劳验算;最后给出了玻璃桥面板设计的5项建议.     

空间缆索结构悬索桥索夹的研发

目前国内正在建造多座空间缆索结构的自锚式悬索桥。其主缆线形是空间结构,吊索也是空间结构。空间缆索结构悬索桥的索夹在体系转换时需要与吊索一起在空间进行转动。本文阐述了一种新型的可转动的索夹,其结构能较好地适应空间缆索结构悬索桥对体系转换的需要。     

超窄悬索桥抗风稳定性研究及风振响应控制

分析悬索桥的风动力特性,指出了提高抗风稳定性水平的重要性。采用实际实验的方法,深入研究了有关超窄悬索桥抗风稳定性的问题,并据此提出了具体的风振响应控制措施,目的在于进一步提高超窄悬索桥的抗风性能,提高其稳定性与安全性,延长其使用寿命。     

北京水长城景观悬索桥施工技术综述

北京水长城景观桥是一孔75m柔性悬索桥,全桥共布置主缆2根,索鞍4套,索夹及吊杆46套,抗风缆2根。主要介绍景观悬索桥主缆架设施工技术,了解景观悬索桥的施工特点、施工方法及施工要点,希望对类似悬索桥工程有借鉴意义。     

李萨如曲线拱肋的斜拉飞燕拱人行景观桥设计

针对超大跨径的曲线形人行景观桥的需求,提出一种双幅曲线形桥面的李萨如曲线拱肋飞燕式斜拉拱桥,其平面正投影为李萨如曲线图形,拱肋侧立面为飞燕式斜拉拱造型,钢管混凝土飞燕式斜拉拱肋上安装下部拱脚拉索和拱肋间上部空间缆索,形成自平衡结构体系,浮运拖拉过河,安装主拱吊索和尾部斜拉缆索,悬吊双幅曲线形桥面和中央圆环形观光平台,多组空间缆索协同工作,优势互补。结合实际工程,进行参数设计,建立MIDAS有限元模型,进行内力计算、动力模态分析和稳定性分析研究,验证其结构性能的合理性。     

140m跨度预应力空间悬索桁架桥结构分析

某过河管道桥跨度140m,采用预应力空间悬索桁架的结构形式。结合工程设计实践,采用非线性有限元软件ANSYS对结构静力性能进行分析,确定结构布置方案;应用BlockLanczos法对索桁架桥进行自振特性分析,得到结构各阶频率和振型;应用非线性随机模拟风振分析法对结构方案进行整体分析得到全桥在脉动风荷载作用下的位移响应时程。计算结果表明,结构整体工作性能良好,承重索与抗风索的截面积对桥体动力稳定性均有较大影响。     

交叉吊索对超大跨CFRP主缆悬索桥颤振性能的改善作用

颤振一旦发生,将给桥梁结构带来毁灭性灾难,颤振稳定性是大跨桥梁重要的抗风控制指标。交叉吊索可显著提高超大跨悬索桥的扭转刚度,从而提高其颤振性能。该文以某主跨3500m的超大跨径CFRP（carbon fiber reinforced plastics）主缆悬索桥为工程背景,从频率和振型两方面分析了水平交叉吊索和竖向交叉吊索对其动力特性的影响,并绘制与颤振相关的弯频和扭频随交叉吊索设置位置的变化曲线（简称“影响曲线”）,进而针对提高结构颤振稳定性提出11种交叉吊索设置方案。基于耦合颤振的分步分析法,分析这11种方案的颤振稳定性。分析结果表明,在中跨满布水平交叉吊索的同时,在中跨L/3和边跨跨中各对称设置一对竖向交叉吊索,结构的颤振稳定性最好,颤振临界风速提高达49%。     

自锚式悬索桥主缆锚固结构研究

自锚式悬索桥以其结构造型美观和对地形和地质状况适应性强等优点,成为城市里100~400m跨径范围内极具竞争力的桥梁方案。三汊矶湘江大桥是一座主跨328m的大跨度自锚式悬索桥,主缆通过钢锚箱锚固在加劲梁两端。由于主缆直接锚固在加劲梁的两端,设置合理的锚固结构以保证主缆与加劲梁连接的强度、刚度、稳定性和主缆的轴力平顺传递,成为自锚式悬索桥设计的关键问题之一。总结钢自锚式悬索桥主缆的三种锚固型式:混凝土结构锚固、钢结构锚固和环形锚固,分析各自的优缺点和适用范围。对三汊矶湘江大桥的主缆锚固结构进行空间有限元分析和13∶.2大比例模型试验。计算和试验结果都表明,在设计索力状态下,锚固结构各构件的应力在70~130MPa之间;在1.6倍超载索力状态下,应力都在200MPa以下。验证大桥锚箱式锚固结构的安全性和可靠性,为自锚式悬索桥锚固结构的设计提供直接的指导。     

超大跨度桥一概念、材料和方案

对于200m到1000m大跨度桥,设计者可以在不同的方案中进行选择:梁、架、拱、斜拉索和悬索，然而，对于超大跨度即超过1000m的桥梁则需应用预应力技术，此时供选择的方案为斜拉索和悬索,若超过斜拉索所及的跨的限度,那悬索桥方案就是唯一的选择了。本文的双索概念对主跨为3000m甚至更长的桥梁提供另一种新选择，并简述在超大跨度桥梁设计中的一些方面，如弹性稳定性、抗风和抗震性能等。     

大跨度非对称悬索桥的颤振稳定性研究

为了研究大跨度非对称悬索桥在不同非对称类型下的颤振稳定性,以主跨为628 m的某主缆不等高支承悬索桥为工程背景,基于全模态的三维频域颤振分析方法对悬索桥进行颤振稳定性分析。利用ANSYS建立了主缆不等高支承(支承高差0～40 m)和边跨跨度非对称(边跨跨度差0～40 m)悬索桥有限元分析模型,并编制相应双参数搜索迭代的APDL计算程序进行三维颤振稳定性分析。结果表明:在构造不等高支承悬索桥时,随着支承高差的增大,低阶模态频率变化较小,高阶模态范围逐渐减小; 弯扭频率比随着支承高差增加而不断减少,高差越大弯扭频率比降低越快; 桥梁颤振临界风速随着支承高差增大而不断降低,使得由于主缆不等高支承高差所引起的非对称结构形式对大跨度悬索桥梁结构的颤振稳定性有所降低; 在构造边跨跨度非对称悬索桥时,弯扭频率比随着边跨跨度差增加而减小; 随着支承跨度差的不断增大,悬索桥梁结构的颤振临界风速不断减小,但减小幅度很小,影响不大,在边跨跨度差较小时几乎可以不考虑对悬索结构的颤振稳定性影响。     

鸡爪石人行悬索桥设计研究

鸡爪石人行天桥主跨为1-140m柔性悬索桥,矢跨比为1/10,桥宽3.2m,主索采用两股7Φ36的7X19镀锌钢丝绳,吊杆采用Φ25A3圆钢,桥面系由槽钢栓焊形成平面骨架,上铺沥青浸制人行道木板,桥塔为钢筋混凝土门架式桥墩,挖孔桩基础。主索采用隧道式锚碇连接,并设有调索、检修、排水设备。     

某大跨度索道桥结构工程的力学性能分析验算

索道桥是以拉索作为主要受力构件,钢横梁及木板等作为局部受力构件的一种悬索体系桥梁,其作为非永久使用桥梁,目前我国还没有关于其设计施工的标准。本文以某工程大跨度索道桥为例,运用有限元软件MIDAS/civil对索力及横向稳定性进行了计算分析,并对拉索、钢横梁、锚杆的设计进行了验算,所得结果及计算过程可为类似索道桥提供参考。