大跨度高低塔斜拉桥车-桥动力响应

针对大跨度高低塔斜拉桥刚度非对称将导致车-桥空间耦合振动过程更为复杂这一现象,以主跨480 m的高低塔钢箱叠合梁斜拉桥——重庆南纪门长江大桥为工程背景,基于车-桥动力相互作用理论,采用自编程建立车-桥耦合动力模型,分析不同行车模式(列车运行速度、编组数量、运行方向)和高低塔侧刚度差异对车-桥动力响应的影响。结果表明：随着列车运行速度的提高,车-桥系统振动增大;随着列车编组数量的增加,列车振动无明显变化,桥梁振动逐渐增大;桥梁主跨跨中竖向动位移对列车编组数量更敏感,跨中竖向加速度对列车运行速度更敏感;列车运行方向对列车振动影响较小,对桥梁振动则有较大影响;低塔侧主梁各位置处的振动较高塔侧更大。     

基于静载试验的T梁桥体外预应力加固效果评价

云南某预应力混凝土简支T梁桥主梁竖向开裂,对该桥采用张拉体外预应力钢绞线进行加固.为验证加固效果,对6#跨在加固前、后进行静载试验,试验结果表明:加固前,L/2截面梁底应力及挠度校验系数均大于1,判断该桥承载能力不满足公路Ⅱ级(JTG D60-2015)荷载要求.加固后,L/2截面梁底应力及挠度校验系数均小于1,T梁抗裂性及刚度显著提升,在试验荷载作用下,体外钢绞线与T梁能够共同协调受力,桥梁承载能力满足设计荷载要求.荷载试验结果显示该桥加固效果良好.     

混凝土独塔斜拉桥主梁裂后结构性能

针对一座主梁存在裂缝的混凝土独塔斜拉桥,考虑混凝土裂缝对材料本构关系的影响,对设计荷载作用下桥梁的整体与局部响应进行分析以评估其承载能力。结果表明,在最不利的工况中,开裂后主梁顶板、底板和斜腹板、直腹板上未开裂区域的主拉应力和主压应力都小于规范给出的强度标准值;裂缝法向和切向的压应力均小于规范强度标准值,裂缝切线和法线方向的拉应力在局部很小的范围内略高于规范的抗拉强度标准值。开裂区域局部承载力有所降低,但车辆荷载作用下裂缝不会进一步扩展。     

多点激励下多跨斜拉桥缩尺模型的地震响应研究．部分1：振动台试验

研究目的：创新要点：为多塔斜拉桥在一致激励和非一致激励下地震响应的研究提供地震模拟振动台全桥试验方法,并有助于加强多塔斜拉桥抗震性能和抗震设计的认识。1．建立了地震模拟振动台多台阵试验方法,并首次将其应用于多塔斜拉桥全桥比例缩尺模型的地震响应分析之中;2．通过地震模拟振动台试验,揭示了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性并提出了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。研究方法：1．基于动力相似理论,设计与制作了多塔斜拉桥的全桥比例缩尺模型（图2）;2．利用地震模拟振动台多台阵试验,根据在不同地震波作用下和考虑行波效应后多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响应,分析了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性（图5～图8）;3．根据在地震波不同强度作用下多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响虚,分析了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式和地震响应（图9）。重要结论：1．江心波作用下该多塔斜拉桥的地震响应大于其他三种地震波;2．多塔斜拉桥在抗震设计时需要考虑行波效应的影响;3．在El-Centro波的加速度峰值高达4．0m／s^2时,多塔斜拉桥模型出现了支座破坏。     

多点激励下多跨斜拉桥缩尺模型的地震响应研究.部分1:振动台试验（英文）

研究目的:为多塔斜拉桥在一致激励和非一致激励下地震响应的研究提供地震模拟振动台全桥试验方法,并有助于加强多塔斜拉桥抗震性能和抗震设计的认识。创新要点:1.建立了地震模拟振动台多台阵试验方法,并首次将其应用于多塔斜拉桥全桥比例缩尺模型的地震响应分析之中;2.通过地震模拟振动台试验,揭示了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性并提出了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。研究方法:1.基于动力相似理论,设计与制作了多塔斜拉桥的全桥比例缩尺模型(图2);2.利用地震模拟振动台多台阵试验,根据在不同地震波作用下和考虑行波效应后多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响应,分析了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性(图5~图8);3.根据在地震波不同强度作用下多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响应,分析了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式和地震响应(图9)。重要结论:1.江心波作用下该多塔斜拉桥的地震响应大于其他三种地震波;2.多塔斜拉桥在抗震设计时需要考虑行波效应的影响;3.在El-Centro波的加速度峰值高达4.0 m/s2时,多塔斜拉桥模型出现了支座破坏。     

斜拉桥异型钢结构主塔整体稳定性分析

针对安徽省涡河三桥双索面斜拉桥主塔设计这一工程实例,基于弹性稳定理论研究其两类稳定性问题,采用ANSYS软件建立该桥钢结构主塔的等效实体有限元模型,分别进行屈曲模态分析和非线性屈曲分析。分析结果表明：自重条件下主塔结构整体稳定性较好,可满足工程需要。     

某箱型拱桥结构承载性能检算分析

随着桥梁运营时间的不断增加,桥梁将会在多种因素的影响下出现承载力下降的趋势。所以,公路桥梁承载安全分析与评定,在桥梁使用中是一个极其重要的问题。本文以一座钢筋混凝土箱型拱桥为依托背景,利用有限元分析软件MIDAS-civil建立该桥的空间有限元模型,对主拱圈进行承载能力验算。结果表明:大桥承载能力极限状态下主拱圈边箱室和中箱室控制截面弯矩及相应轴力极限承载能力能满足汽车-20级、挂车-100级荷载等级的要求。     

斜拉桥钢索断裂程度的判定

一、前言 斜拉桥在全部的恒载作用以后,需要对钢索中的拉力进行调整和平衡。工程师艾伯特W·奥谢氏(A1bertw O′shen)曾建议采用振动钢索法来量测钢索的振动频率,校核钢索中的应力。 二、斜拉桥中的应力 影响斜拉桥缆索应力有下列四种主要因素:①缆索自由振动时对应力的影响;②温度对缆索应力的影响;③自重对缆索应力的影响;④徐变对缆索应力的影响。以下我们就这四种情况分别进行讨论。 1.缆索的自由振动对其中应力的影响 把缆索简化为两端铰支并且紧紧张拉着可以自由横向振动的钢丝,假设该钢丝中的拉力S,当钢丝在x—y平面内微小振动时保持为常数,用符号y表示钢丝上距左端x距离处任何一点的横向位移(图一)。图二表示长度为dx的典型段的自由体图式,其中顺y方向的力是最主要的,     

波形钢腹板部分斜拉桥动力特性分析

本文以郑州市某大桥为研究对象,采用桥梁博士有限元程序,建立了该桥的空间力学计算模型,计算了桥梁结构的自振频率和振型,结合已建成的多座无背索部分斜拉桥振动特性分析结果,对桥梁动力特性和刚度特点进行了讨论.计算结果可为该类型桥梁的设计、施工及使用阶段的健康检测和维护提供借鉴.     

基于静动载试验的中承式钢混系杆拱桥承载力评估

为了桥梁的安全性,给桥梁养护提供可靠数据支持,通过静动载试验和有限元数值模拟分析评定了某中承式系杆拱桥的承载能力、静力特性和动力特性。在静载试验中,测量了不同工况下桥梁的位移和内力,包括挠度校验系数、应力校验系数和残余应变等。在动载试验中,测定桥梁的振动频率和车辆冲击系数。并将具体工程实测数据与模拟数据进行比较和分析。静载试验结果显示,在试验荷载下,桥梁的挠度校验系数为0.51～0.67,应力校验系数为0.50～0.62,最大相对残余应变为19.5%。动载试验结果显示,桥梁的一阶自振频率为0.830 Hz,最大冲击系数μ为0.045。与有限元分析结果相比较和分析后,实测数据与数值模拟结果较为吻合。综合静动载试验和有限元数值模拟分析,得出结论：某中承式系杆拱桥的强度和刚度满足设计要求,在试验荷载作用下变形恢复能力较好,具备良好的振动特性。这些结果为桥梁的安全运营和养护提供了可靠的数据支持。     

五跨连续刚构桥承载力评定

为判断五跨连续刚构桥梁在试验荷载作用下的实际工作性能和承栽力,评价桥梁的施工质量,通过静载试验测定桥跨结构的静应变、静挠度等静力效应;通过动载试验测定桥跨结构的动应变、自振频率、冲击系数等动力性能,进而对桥梁结构的承载能力进行了综合评定。     

多点激励下多跨斜拉桥缩尺模型的地震响应研究．部分2：数值分析

研究目的：通过非线性动力有限元分析,模拟多塔斜拉桥在多点激励下的地震响应以及揭爪其在强震下的倒塌破坏模式。创新要点：解决了多塔斜拉桥的非线性动力数值模拟技术,并首次模拟了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。研究方法：首先采用隐式的Newmark-β法求解多点地震激励下的非线性动力方程（图3）,随后采用显式的中心差分格式对强震作用下桥梁的倒塌破坏过程进行数值仿真（图4）。重要结论：1．单主梁模犁的数值结果可以很好地反映地震模拟振动台试验的地震响应结果;2．在加速度峰值为4．0m／s2的E1。Centro波时,多塔斜拉桥模型只出现了中塔支座的破坏;3．在加速度峰值为4．0m／s2的江心波时,多塔斜拉桥模型先后出现了支序破坏、拉索与塔的连接破坏以及中塔上塔柱段的单元失效。     

索承桥的受力特性及结构特点

从结构构造和力学特点两个方面进行对比分析,得出斜拉桥随着跨径的增加,拉索与主梁的夹角逐渐变小,竖向有效分力也随着变小,因此,斜拉桥的跨越能力会受到限制,推导了最佳的高跨比范围;悬索桥吊杆与加劲梁是垂直或斜向交叉,不会随着跨径加大而受影响,悬索桥比斜拉桥的跨越能力更大.     

重载交通路段的桥梁汽车荷载效应评估

基于某公路桥梁采集的16个月动态称重(weigh in motion,WIM)数据,计算了随机车流激励作用下桥梁结构的动态位移响应时程以及梁肋的跨中弯矩值和支点剪力值。结果表明:桥址车辆存在显著的超载行为,随机车流作用下梁肋跨中弯矩是规范计算值的1.00~1.38倍,支点剪力是规范计算值的1.71~1.94倍,需要特别关注。研究结果可以为该桥后续的健康监测和车辆管理提供决策依据,也可以为其他重载交通路段的荷载模型建立提供借鉴。     

洪塘大桥旧桥拆除施工方案设计

基于MADAS软件,选取洪塘大桥拆除工程中主桥桁架和箱梁这两个最关键部分进行数值模拟计算分析,结果表明,主桥桁架和箱梁各构件的承载力稳定性均符合要求,故所采用的施工方案可行。     

Dynamic responses of cable-stayed bridges to vehicular loading including the effects of the local vibration of cables

Stay cables, the primary load carrying components of cable-stayed bridges (CSBs), are characterised by high flexibility which increases with the span of the bridge. This makes stay cables vulnerable to local vibrations which may have significant effects on the dynamic responses of long-span CSBs. Hence, it is essential to account for these effects in the assessment of the dynamics CSBs. In this paper, the dynamic responses of CSBs under vehicular loads are studied using the finite element method (FEM), while the local vibration of stay cables is analyzed using the substructure method. A case study of a cable-stayed steel bridge with a center span of 448 m demonstrates that stay cables undergo large displacements in the primary mode of the whole bridge although, in general, a cable’s local vibrations are not obvious. The road surface roughness has significant effects on the interaction force between the deck and vehicle but little effect on the global response of the bridge. Load impact factors of the main girder and tower are small, and the impact factors of the tension of cables are larger than those of the displacements of girders and towers.     

Nonlinear Dynamic Reliability of Coupled Stay Cables and Bridge Tower

Nonlinear vibration can cause serious problems in long span cable-stayed bridges.When the internal resonance threshold is reached between the excitation frequency and natural frequency,large amplitudes occur in the cable.Based on the current situation of lacking corresponding constraint criteria,a model was presented for analyzing the dynamic reliability of coupling oscillation between the cable and tower in a cable-stayed bridge.First of all,in the case of cable sag,the d'Alembert principle is applied to studying the nonlinear dynamic behavior of the structure,and resonance failure interval of parametric oscillation is calculated accordingly.Then the dynamic reliability model is set up using the JC method.An application of this model has been developed for the preliminary design of one cable-stayed bridge located on Hai River in Tianjin,and time histories analysis as well as reliability indexes have been obtained.When frequency ratio between the cable and tower is approaching 1∶2,the reliability index is 0.98,indicating high failure probability.And this is consistent with theoretical derivation and experimental results in reference.This model,which is capable of computing the reliability index of resonance failure,provides theoretical basis for the establishment of corresponding rule.     

预应力混凝土连续箱梁桥静载试验分析与研究

为研究预应力混凝土连续箱梁桥的承载能力及实际工作状况,通过实际桥梁的静载试验,测得桥梁在各个工况下控制截面的应变、挠度随荷载增加能保持良好的线性关系,并判断实测残余变形与实测总变形比值小于0.2,同时采用桥梁专用有限元计算分析软件MIDAS/Civil建立试验跨模型,与静载试验实测数据进行对比分析,得到桥梁的应变校验系数和挠度校验系数,综合判断桥梁的承载能力能满足要求。