吊缆失效时悬索桥整体稳定性的数值分析

基于SAP2000有限元软件建立了润扬长江大桥南汊悬索桥的有限元模型。采用构件移除法,对悬索桥吊缆受袭后悬索桥的整体稳定性进行讨论。计算结果表明,10根吊缆失效后,润扬大桥局部加劲梁达到承载能力极限;相邻的40根吊缆同时拆除后,其剩余吊缆在自重作用下连续拉裂破坏,桥梁失稳倒塌破坏,为悬索桥遭受偶然荷载后的整体稳定性设计提供了一种预测方法。     

悬索桥空气静力稳定性的随机分析

传统悬索桥空气静力稳定性分析方法 ,由于忽略了结构参数的不确定性而不能满足实际工程设计需要。本文以确定性分析方法为基础 ,将随机分析的思想引入到悬索桥空气静力稳定性分析中 ,提出一种基于级数法的蒙特卡罗模拟方法 ,并将其成功地应用到虎门大桥空气静力稳定性的随机分析中 ,得出了一些有益的结论。最后 ,采用响应面法探讨了不同随机参数对悬索桥空气静力稳定性的影响。     

三塔悬索桥施工过程静风稳定性分析

以在建主跨为1080m的三塔双跨悬索桥——泰州长江公路大桥为工程背景,采用三维非线性空气静力稳定性分析方法,分析不同的主梁架设顺序对三塔悬索桥施工阶段空气静力稳定性的影响,确定具有良好抗风稳定件的施工方案。结果表明：三塔悬索桥主梁拼装采用从桥塔处至跨中施工时,可以获得较好的空气静力稳定性。     

悬索桥主塔稳定性研究

根据悬索桥的受力特点,得到悬索桥主塔受力模型,求解主塔的弹性曲线微分方程,可以得到主塔任意部位的弯矩和剪力,再由力学原理可以得到主塔模型稳定的欧拉临界力计算公式。通过有限元软件midas建立三维有限元计算模型,计算分析主塔的弯矩和剪力,并与本文推导的公式计算结果相比较,两者相差不是很多,所以足够满足概念设计的要求。     

空间整体张拉式悬索桥的结构设计与分析

某景观人行桥为跨度165 m的三跨连续悬索桥,主跨加劲梁竖曲线为圆弧,空间曲线主缆与索塔均朝横桥向外侧倾斜。根据桥梁的景观要求、几何形态与尺度、轻载特征及场地条件,设计了摇摆索塔的自锚式悬索桥结构系统。摇摆索塔由倾斜的桅杆与背索组成,缆索、桅杆及加劲梁共同形成了稳定的空间整体张拉结构系统。采用了桅杆-背索-加劲梁的整体式支座桥墩,在横桥向形成自平衡系统,抵消了桅杆的地基压载并避免了设置背索的重力锚碇。加劲梁重量轻,缆索的重力刚度很小,需要施加额外的预应力。为此通过初始预应力态设计来确定结构的预应力度,以外倾的平面悬链线为初始几何构形,根据索杆节点静力平衡条件计算主缆的初始预应力态空间线形与内力,按不动点原则和桅杆顶点的静力平衡条件确定桅杆-背索的受力平面方位。分别采用加劲梁的鱼骨式与壳单元有限元模型,计算了整体结构的静力与动力性能。计算结果表明:预应力增加了索杆系统的刚度与稳定性,减小了加劲梁的挠度;整体结构具有合理的刚度、稳定性与承载能力;相关结构性能指标符合设计规范的要求。     

悬索桥在地震荷载作用下的动力分析研究

有限元分析被广泛用作建立桥梁模型并产生准确结果的有效方法。本文采用有限元软件LUSAS对上部结构为板式的悬索桥建立2D、3D梁格模型,进行梁格法的空间计算,分析2D、3D模型的优缺点,同时比较梁格模型在线性计算和非线性计算下结论的差异性,最后通过壳有限元分析法建立模型进行计算,比较与梁格模型的不同特点。     

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。     

大跨度悬索桥施工过程静力抗风稳定性分析研究

笔者以云南澜沧江悬索桥为工程背景,运用增量和迭代相结合的计算方法,对悬索桥加劲梁吊装期间结构静风效应进行非线性分析,得到各施工阶段静力失稳的临界风速和结构效应,研究了风速攻角对结构静力失稳临界风速和结构静风响应的影响,为施工期间静力抗风设计提供理论依据。供同类悬索桥施工期间静力抗风分析提供参考。     

三塔悬索桥施工全过程空气动力稳定性研究

采用三维非线性空气动力稳定性分析程序,分析三塔悬索桥施工全过程空气动力稳定性的变化规律,揭示了不同主梁施工顺序对三塔悬索桥施工过程空气动力稳定性的影响,并探讨具有良好空气动力稳定性的主梁施工顺序。     

悬索桥施工控制分析

在有限位移理论的基础上,结合大跨径悬索桥施工控制的特点,编制了应用于悬索桥施工控制的非线性结构分析程序。并以汕头海湾大桥为算例,通过与其实际施工控制的相关参数作比较,对程序的进行了校验。     

爆炸荷载作用下路堑边坡稳定性分析

在爆破过程中,对路堑边坡振动情况进行监测,并分析监测波形数据,有助于掌握爆破地震波的强度和频谱结构,了解其传播和衰减规律,推测爆破振动对路堑边坡岩体的损伤程度和边坡稳定性的影响,并检验爆破设计方案的合理性.结合工程实际情况,建立了爆炸荷载作用下路堑边坡动力响应的有限元分析模型,探讨了边坡岩体内应力场、位移场以及爆破地震波的传播规律.分析了边坡动力稳定的安全评价标准,结合爆破振动监测,分析了爆破开挖对路堑边坡稳定性的影响.     

三塔悬索桥施工过程抗风稳定性研究

以目前世界首座跨度超千米的三塔悬索桥——泰州长江公路大桥为工程背景,分别模拟主梁从主跨跨中向两侧桥塔、从两侧桥塔向主跨跨中以及从两侧桥塔和主跨跨中同时向主跨四分点处对称拼装的施工顺序,采用三维非线性空气静力和动力稳定性分析方法,分析主梁拼装过程结构的空气静力和动力稳定性的演变规律,并从抗风稳定性角度提出三塔悬索桥适宜的主梁拼装施工顺序。结果表明:主梁从两侧桥塔向主跨跨中对称拼装施工时,结构的空气静力和动力稳定性最好,是大跨度三塔悬索桥一种适宜的主梁拼装施工顺序。     

地震波作用下悬索桥隧道锚力学响应研究

悬索桥锚碇系统主要作用是将主缆拉力传递到基础上按结构形式分别为重力式锚碇和隧道锚式锚碇。当隧道锚处于震区时,其存在抗震问题,为研究隧道锚在地震动作用下的力学响应,本文建立了大型非线性有限元弹塑性模型,施加了多条不同强度等级的人工合成地震波。结果表明,相同震级和相同方向的地震波作用时,锚塞体的力学反应类似;地震的震级越高,隧道锚的力学响应越强烈;隧道锚单元的最大最小主应力和锚塞体与周围围岩相对位移对于输入的地震波方向敏感。这种受力反应特征与锚塞体的边界条件有关,锚塞体前端存在临空面,导致当地震波纵向施加时,锚塞体前后断面的主应力均增加,而且锚塞体与周围围岩的相对位移也增加。     

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。     

悬索桥抗爆分析的展望

近年来,爆炸荷载引起的桥梁结构损伤事故频发,确保桥梁结构在爆炸荷载作用下的安全性日益重要。综述了桥梁结构爆炸荷载的种类和特点,介绍了不同桥梁结构动态响应分析方法,着重指出了数值模拟分析的优势。在此基础上,结合既有桥梁结构抗爆分析的研究成果,指出了现有研究存在的不足,提出了采用大型通用有限元软件对悬索桥进行数值模拟分析的策略,为进一步研究悬索桥在爆炸荷载作用下的动态响应和损伤机理打下基础。     

人行悬索桥的舒适度分析

对目前国内外人行桥的振动舒适度标准进行了分析讨论,选取国际标准化组织ISO规范作为标准,对人行悬索桥进行人致振动的动力时程分析,并对人行悬索桥的舒适度做出评价。     

辅助结构对悬索桥的颤振稳定性的影响

随着悬索桥跨度不断增加,风荷载引起的稳定性问题在悬索桥的设计过程中的地位越来越重要,探求具有优异结构性能的悬索桥结构形式成为一项极有意义的工作,本文旨在研究在传统悬索桥基础上增加辅助结构之后悬索桥自振特性的变化,并寻求提高悬索桥颤振临界风速的有效措施。     

双向爆炸震动作用下框架结构的数值模拟分析

文章通过ANSYS有限元分析软件,建立一典型四层钢筋混凝土框架结构模型,应用时程分析法分别计算了不同震动作用下结构的动力响应,并将不同激励下结构的加速度、内力及侧向位移进行对比分析。结果表明,水平爆炸震动作用下结构以剪切型响应为主,且双向激励下结构的动力响应要比单向震动激励作用剧烈,动力响应的大小与结构形式及激励的方向有关。