关于悬索桥的重力刚度

随着悬索桥跨度的增大,加劲梁的竖向抗弯刚度提供给整个知跨结构的刚度仅占次要地位,而悬索自身的重力度度却占有秉的作用。为加对重力刚度的进一步认识,笔者对特大跨度的悬索桥的重力刚度进行简要的理论推理,在忽略加劲梁存在的情况下,可近似地计算悬索桥的变形和内力。     

关于悬索桥的重力刚度一文的讨论

读了“关于悬索桥的重力刚度”后（下面简称文（1）,觉得立论很好,推导正确,得到了大跨度悬索桥按线性考虑即叠加原理和影响线成立时重力刚度等于恒载和活载各自单独作用的横拉力之和（H＝Hq Hp)乘以跨长l的平方的十分简洁的结论。并推导了求活载引起的附加挠度和附加横拉力的重力刚度法的简便公式,与弹性理论法的计算结果比较,结果很接近,可供初步设计时使用,但文（1）在行文中有些地方容易引起误解,现提出来供参考：     

悬索桥重力刚度法及主缆水平拉力计算

对于大跨度悬索桥,加劲梁的抗弯刚度远远小于具备强大拉力储备的主缆的重力刚度,加劲梁的抗弯刚度的大小对全桥结构行为的影响只是处于次要地位。忽略加劲梁的抗弯刚度而将悬索桥当成一个单纯的索结构来分析它的内力和变形的方法就是重力刚度法。通过与悬索同跨简支梁的剪力和弯矩来明确重力刚度的概念,并揭示该剪力和主缆水平拉力、该弯矩和主缆挠度之间的关系。分别采用重力刚度法和通用软件ANSYS来计算悬索桥的内力和变形,其结果接近,说明采用重力刚度法计算的结果也是具有参考价值的。     

自锚式悬索桥主要构件刚度对结构的影响分析

分别分析了自锚式悬索桥的主塔刚度、主缆刚度、吊索刚度和加劲梁刚度对桥梁的主缆、吊索、加劲梁、桥塔和桥墩内力、结构位移、结构动力特性的影响,讨论了设计中各构件尺寸确定的顺序.得出的有益结论可为该类桥的设计提供技术参数方面的参考.     

连续超大跨悬索桥的刚度特征

为了解不同结构参数对连续超大跨悬索桥的影响,对重力刚度法进行了推广,研究了连续超大跨悬索桥体系的静力刚度特征．考虑主塔抗弯刚度和主缆弹性伸长,导出了多跨悬索桥挠度的计算公式,探讨了悬索桥跨数对重力刚度分布和最大挠度的影响,以及中间塔抗弯刚度对挠度的影响．结果表明,跨数和中间塔抗弯刚度对连续超大跨悬索桥的重力刚度和最大挠度有显著影响．     

大跨径悬索桥方案实验研究

通过模型实验探讨增大传统型式悬索桥整体刚度的措施。     

关于悬索桥的重力刚度一文的讨论

读了“关于悬索桥的重力刚度”［1］后(下面简称文［1］) ,觉得立论很好,推导正确,得到了大跨度悬索桥按线性考虑即叠加原理和影响线 成立时重力刚度等于恒载和活载各自单独作用的横拉力之和(H=H\-q+H\-p)乘以跨长l的平方的十分简洁的结论.并推导了求活载引起的附加挠度和附加横拉力 的重力刚度法的简便公式,与弹性理论法的计算结果比较,结果很接近,可供初步设计时使 用.但文［1］在行文中有些地方容易引起误解,现提出来供参考：     

基于重力刚度法的三塔悬索桥形变特征研究

应用重力刚度法推导了集中力和均布载荷作用下三塔四跨悬索桥主缆的无量纲位移的理论表达式;分析了跨数、边中跨比以及恒载和活载集度对三塔四跨悬索桥重力刚度挠度的影响规律,及三塔四跨悬索桥不同于两塔悬索桥的新特征。研究表明:多跨悬索在恒活载作用下主缆的力学特征主要决定了三塔四跨悬索桥整体结构刚度的基本特征,单跨悬索和多跨悬索力学行为的差异是两塔和三塔悬索桥力学特征差异产生的根本原因;应用重力刚度法分析的三塔悬索桥行为特征与基于有限元方法计算的结构行为特征有很好的一致性。     

悬索桥的简介

介绍了悬索桥的几种类型。即美式悬索桥、英式悬索桥、混合式悬索桥和带斜拉索的悬索桥。     

悬索桥重力式锚碇结构-地基联合承载机制

基于普宣高速公路宣威岸重力式锚碇工程, 设计了不回填无预应力、不回填有预应力和回填有预应力3种计算工况, 利用数值仿真试验分析了重力式锚碇和地基的力学机制和破坏模式。承载机制表明: 8倍设计荷载之前没有塑性变形, 为弹性工作状态, 最大变形在锚岩界面, 摩擦效应居主导, 基底拉应力区可控, 锚碇结构抗滑移和抗倾覆性均处于稳定可控状态; 12倍设计荷载之后塑性区逐步扩展, 达到20倍设计荷载时全部贯通, 基底塑性变形明显, 锚碇结构变形显著, 基底夹持岩体剪切破坏, 夹持效应居主导, 基底拉应力区不可控, 锚碇结构抗滑移和抗倾覆性均处于不可控状态; 锚碇施加的预应力只在结构-岩基协调变形之前起作用, 之后影响不大; 回填可以极大地改善基底应力状态与结构扭转变形、抗滑移和抗倾覆稳定性, 可在容许变形范围内适当考虑增强效应。可见, 重力式锚碇结构-地基协调变形与联合承载机制, 表现为摩擦效应、夹持效应和回填效应的综合作用。监测结果显示: 通过基底拉应力和压应力监控结构与地基接触面安全性, 监测值小于地基容许承载力3MPa; 通过基底变位和地基深部水平位移监控结构抗滑移稳定性, 实际工程监测值小于1mm; 通过角点不均匀沉降监控锚碇抗倾覆稳定性, 倾斜值小于0.006;通过大体积混凝土温控监测可知, 内部最高温度小于60℃, 进出水温差小于15℃, 内表温差小于20℃, 峰后降温速率小于3℃·d^-1; 锚束锁固荷载监测变化幅值不超过设计值的5%。     

刚性索悬索桥研究

刚性索悬索桥是指主缆及吊杆为刚度较大的构件组成的悬索桥 .它解决了中小跨度时常规悬索桥刚度差、吊杆易疲劳等问题 .文中介绍了刚性索悬索桥的计算分析、构造措施和施工方法 ,给出了工程实例———于 1999年12月建成通车的江苏常州广化桥 ,说明刚性索悬索桥是一种很有应用前景的桥型 .     

大跨度悬索桥建设技术的进步

以日本明石海峡大桥为例,综述了大跨度桥梁建设的技术基础与进步.     

温度对悬索桥空缆线形的影响分析

温度对悬索桥的线形有较大的影响,在悬索桥空缆架设施工中,温度不仅改变主缆索股的长度,而且将引起主塔的偏位,这些都将导致主缆线形的改变.文中分析了主缆线形温变影响以及在此基础上,提供了计算主缆线形和主塔偏位的程序设计,并以实例加以说明,可供桥梁施工技术人员参考.     

自锚式悬索桥主缆线形计算方法

以长沙市三汉矶湘江大桥为工程背景,对自锚式悬索桥的主缆线形及无应力长度的计算方法进行了研究,推导出两种基于不同假定下的主缆线形及无应力索长的计算方法：假定主缆自重沿跨径均布的抛物线法和假定主缆自重沿弧长均布的分段悬链线法。结果发现：抛物线法比较简单,但计算结果比较粗略;分段悬链线法考虑因素比较全面,计算相对复杂,但结果比较精确;对于空缆线形竖向坐标值两种方法的误差为0．739％,无应力索长计算两种方法的误差仅为0．31％。结果表明：抛物线法和分段悬链线法均可应用于自锚式悬索桥的主缆线形计算。     

柔性吊桥无应力初始状态的确定

为评估某柔性吊桥的承载力,笔者对其进行了空载状态几何形状测量和静载试验,并利用几何非线性有限元法对试验结果进行了数值模拟.着重探讨了利用结构现状参数,确定结构无应力初始状态的方法.有限元法的模拟结果与实测值的吻合证明了该方法的正确性.笔者建立的结构无应力初始状态确定方法,可用于大跨度索结构的有限元分析与设计.     

关于三跨简支悬索桥振动频率方程的讨论

笔者对文 [3]中的三跨简支悬索桥振动频率方程进行了详细推演 ,并对其中的几处笔误予以更正 ,可供读者参考     

三线合一、三塔悬索桥风-车-桥耦合振动性能对比

以某三线合一、三塔悬索桥的2种设计方案(钢箱桁和钢桁方案)为工程背景, 通过车桥系统节段模型风洞试验, 测试了车辆和桥梁的三分力系数, 并基于风-车-桥系统空间耦合动力学模型, 采用自主研发的桥梁分析软件BANSYS, 对比分析了该桥的结构动力特性与风-车-桥耦合振动性能。分析结果表明: 三线合一、三塔悬索桥结构自振频率较低; 车辆气动力受轨道位置的影响较大, 钢桁方案迎风侧车辆阻力系数约为钢箱桁方案的2.2倍; 当风速为0时, 桥梁、车辆的动力响应总体上是随车速的增大而增大, 在同一车速下, 钢桁方案的桥梁位移较钢箱桁方案大, 主要是由于钢桁方案的桥梁整体刚度略弱于钢箱桁方案; 当考虑风速影响时, 桥梁的横向响应随风速的增大而显著增大; 车辆位于迎风侧, 风速为25m·s^-1时, 钢箱桁方案和钢桁方案的桥梁横向位移约分别为风速为15m·s^-1时的位移的2.4倍和3.8倍, 横风对桥梁的横向响应起主导作用; 同一风速时钢桁方案的桥梁响应总体上较钢箱桁方案大; 同一方案时车辆响应随风速的增大而增大, 当风速达到25m·s^-1时, 车辆动力响应显著增加, 相比15m·s^-1时最大增加幅度为71.6%。