双斜塔钢箱梁斜拉桥抗风性能试验研究_马存明

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独塔双索面斜拉桥抗震及抗风稳定性分析

独塔双索面斜拉桥抗震及抗风稳定性分析

1工 程 概 述
工程 主桥为独塔 双索 面预应力混凝 土梁 斜拉
桥 ,跨 径布置 为16 12 7 m+ 9 m,总长 为3 8 6 m。结 构
折减 。边纵 梁和横 梁 的刚度计人 桥 面板 的有效 刚 度 ,桥 面板 及桥 面 系质 量等效 折算 给边纵梁 和横
梁, 边孔1 2 / 简支梁质量堆聚于过渡墩盖梁上。
表1 成桥状态结构边界条件
( ) 3 斜拉索 :采用镀锌 7 m a r 低松弛高强
平行钢 丝束 ,冷 铸墩头 锚 ,双 面扇形 布置 ,梁上
索距 3 6 ~ m。 ( 过 渡墩 及 基础 :过 渡墩 采用 柱式 桥 4)
墩 ,L 形钢筋混凝 土盖梁 ,盖梁上设有一个单向活动 盆式橡 胶支座和一 个双向活动盆式橡胶支座 ,基础
采用 “ 王”字形承台 , 1mm 8 钻孔灌注桩基 础 。
2 结 构 动 力特 性 分析
2 1计算 模型 .
计算模 型是动力 特性 和动力分析 的关键 ,它
应尽量 与实 际结 构相符 。为 了能 更真实 地反 映桥
注:表中d 、 v d分别表示沿纵桥向、横桥向竖 向的线 x d、 z 位移 , ] e 、 z 0 、 y 0分别表示绕纵桥向 、 ( 横桥向 、 竖向的转 角位移,1 表示约束,0一 表示放松。 一
维普资讯
(P S RE EC OL RE T SST HN
析梁工锃 }
《j 技 末》 o7 4 总第 3 予左 2o年第 期 6期
图2

成桥状态结构动 力特性
∞ (a/ rd s)f( ) T( ) Hz S
了良好的基础 ;从抗震角度来说,采用塔 、墩 、梁 固结体系对桥面 以上塔柱的抗震有利 ,但 同时增加 了桥面以下塔柱的地震力 。由于本桥桥面 以下塔柱 较低。再加之为满足运营阶段受力及变形要求 ,下 部 塔柱截 面尺寸一般较大 。地震力不控制设 计 。

大跨径斜拉桥抗风稳定性研究

大跨径斜拉桥抗风稳定性研究

大跨径斜拉桥抗风稳定性研究摘要:伴随着我国桥梁跨径的不断延展伸长,对于柔性较大的斜拉桥来讲,在设计时需要考虑风致效应产生的空气动力问题,对应问题需要多方面因素出发提出风振控制手段措施,以保证大跨径斜拉桥具有足够的抗风稳定性。

关键词:大跨径桥梁;风致效应;气动措施中图分类号:TU 13 文献标志码:A 文章编号:1940年塔科马海峡大桥发生严重风毁事件,引发了国际桥梁工程界及空气动力界的极大关注,这也标志着自此为桥梁风工程研究的起点,使得在桥梁设计之中开始考虑桥梁风致效应的严重性。

由此可见风致效应对大跨径桥梁有着极其重要的作用,桥梁在抗风方面的研究也有着举足轻重的意义。

明确大跨径斜拉桥在抗风设计中的设计要点;找到大跨径斜拉桥不同设计参数对结构气动稳定性的影响;根据风致振动的机理,能够采用相应的结构措施、气动措施、机械措施来提高桥梁的抗风性能[1],具有重要工程价值及研究意义。

1 桥梁风致灾害实例2020年5月5日下午15时左右,连接珠江两岸的广东虎门大桥发生了异常的抖动现象,悬索桥桥面晃动不但感知明显,影响了行车的舒适性及交通安全性,且其振幅在监控中显示为波浪形,幅值过大。

这件事情引发了不单有我国桥梁工程专业的广泛关注,在社会中也激发了广大人民群众的激烈讨论及反响。

此次虎门大桥的异常晃动并没有发生一定的损失,相关部门也立即采取措施,对虎门大桥进行双向封闭管制,对虎门大桥也进行了紧急的全面检查检测,交通运输部也组建了专家工作组到现场进行研究指导。

随着我国大跨径桥梁的发展建设,桥梁风害也时有发生,例如广州九江公路斜拉桥在施工过程中吊机被8级大风吹倒进而砸坏主梁;江西长江公路铁路两用桥吊杆发生涡激共振;上海杨浦大桥斜拉索的风雨振引起的拉索索套严重毁坏等[3]。

灾害的发生时刻警醒着人们,大跨径斜拉桥的设计中有关抗风设计日益成为焦点;桥梁风害的问题的重要性,促使着人们对桥梁风致效应的研究不断深入。

2 桥梁结构的风致效应桥梁结构的风致效应十分复杂,它受结构的形状、刚度、风的自然特性以及二者相互作用的影响。

双套拱塔斜拉桥施工技术的研究与应用

双套拱塔斜拉桥施工技术的研究与应用
了 单元制 造 一双套拱 分段 制造 一 工厂分轮 次 预拼 装一 双套 拱现 场 平面拼 装一双 套拱竖 转提升 架设安 装 ”的总体 技术路 线 。
术 的发 展 。 本 文 以太 湖 西岸 荆 邑大桥 为工 程 背景 ,对 国 内 首座 倒
U型 双套 拱X型拱 塔斜 拉桥 的施 工技 术进 行 了分 析 及研 究 ,提 出一
成 副塔 结 构 的竖 转提 升 。 其安 装 总体 思路 如 下 :
工质 量 控 制 资 料 的结 果 表 明 钢 结 构 工程 质 量 完全 符 合 设计 要 求
及 施工 规 范 要 求 .结构 造 型 及外 观 质 量完 全 满 足城 市 景 观 桥 的建
第 一 步 :利 用 本 桥 桥 面 钢箱 梁 作 为 施 工平 台 在 桥面 钢 箱 梁
上进 行 双 套拱 的平 面整 体 拼装 。 第 二 步 :通 过 设 置 提 升 门架 ,在 双 套 拱底 部 ( 梁 结合 段 部 拱
造 要 求 。太 湖 西 岸 荆 邑大 桥 的 建成 ,为堪 称 国 内 著名 的陶 都 园林
城市 宜 兴市 更 是添 加 了一 道 亮丽 的风景 线 。
前 的发 展 ,为城 市 跨河 桥 梁 的建 造 提 供 了广 阔的 发 展 空 间 ,各 种
类 型 各 异 的新 型 景 观桥 型 为 市政 工 程 添 砖加 瓦 ,为城 市 的发 展 建
设 增 加 了 更 多 的标 志性 建 筑 。拱 塔 斜 拉 桥 以其 造 型 美观 经 济 性 等 优 点 ,成 为应 用 越 来越 广 泛 的一 种 桥 型 .桥 梁 设 计 者们 也 不 断 地 推 出新 颖独 特 、更具 美 感 的桥 梁 造 型 ,同 时新 颖 的 桥梁 形 式 对

PC斜拉桥施工过程索力敏感性分析

PC斜拉桥施工过程索力敏感性分析

主梁截面采用双主肋断面(π型截面),标准段主梁顶部宽15.2m ,底部宽15.7m ,顶部设1.5%的双向横坡。

主梁包括0#块及塔梁墩固结段、1#~11#前支点挂篮悬臂浇筑段、合龙段以及支架现浇段。

其中悬臂浇筑浇筑段长8m 共11个节段,合龙段长2m ,支架现浇段长8.84m 。

主塔外形为双弧形柱,采用C50混凝土浇筑。

主塔全高91m ,下塔柱高28m ,上塔柱高63m 。

桥梁斜拉索采用双索面扇形密索布置,左右岸两跨分别设置11对。

斜拉索在主梁上横向———————————————————————作者简介:马红健(1982-),男,陕西扶风人,就职于中铁一局集团有限公司第三工程分公司,工程师,工学学士,研究方向为道路与桥梁工程施工技术及管理。

图1结构桥型布置图图2主梁节段划分图依据施工方案模型共划分了118个施工阶段,包括索塔和主梁的施工,索塔横梁与预应力筋张拉,施工挂篮安装和前移以及斜拉索的3次张拉等。

2.2结构参数选取斜拉桥施工中主梁线形控制是施工控制的重点,主梁线形控制除了通过挂篮立模标高进行控制外,斜拉索的张拉力[5]也是控制斜拉桥线形不可忽略的重要影响因素,斜拉索受力不均匀也将缩短斜拉桥的使用寿命。

由于斜拉桥是多次超静定结构,在施工过程中主梁标高对斜拉索的内力产生影响,某根斜拉索内力的改变又将影响到主梁标高梁应力差值与初始索力时主梁应力的比值)。

由图6可知,当6#索三张索力变化5%,对主梁应力影响范围是梁段1至梁段9(20~70单元),主梁应力的变化值在-0.24~0.25MPa ,最大变化率为3.6%。

由图7可知,当11#索三张索力变化5%对主梁应力图3结构有限元模型图4改变索力对主梁应力的影响图5改变2#索力对主梁应力的影响图6改变6#索力对主梁应力的影响影响范围是梁段1至梁段10(19~76单元),主梁应力的变化值在-0.14~0.14MPa,最大变化率为2.1%。

3.2索力变化对主梁位移的影响主梁线形必然伴随着索力的改变而变化,针对索力变化对主梁的变形,采取与研究主梁内力对索力敏感性相同的索力变化值,分别将2#索、6#索、11#索的索力进行改变,改变二次张拉索力、三次张拉索力后主梁位移情况分别如图8、图9所示。

斜拉桥索力影响参数分析

斜拉桥索力影响参数分析

Value Engineering———————————————————————作者简介:莫永春(1978-),男,安徽庐江人,本科,高级工程师,研究方向为施工与企业管理。

0引言近年来,我国基础设施建设得到了飞速发展,斜拉桥由于其卓越的跨越能力和良好的受力性能在交通运输中扮演了十分重要的角色。

斜拉桥主要由主塔、主梁、斜拉索组成,主梁直接承受自重及汽车荷载等外荷载,然后再通过斜拉索将荷载传递给主塔,主梁基本呈现为压弯受力状态[1-3]。

主塔除受自重引起的轴力外,还需承受由斜拉索传递的轴力及水平分力,因此索塔属于压弯构件[4,5]。

目前针对斜拉索索力影响因素方面的研究较少,因此本文为研究斜拉桥索力影响参数对斜拉索索力的影响规律,以某大跨度斜拉桥为工程背景,分别选取斜拉桥的主梁刚度、桥塔刚度、斜拉索刚度以及斜拉索损伤情况等四个影响参数,采用有限元软件建立三维空间有限元模型,分析在不同索力影响参数下斜拉索索力的变化规律。

1工程概况某大桥主桥为70+150+70m 双塔双索面预应力混凝土斜拉桥,采用150m 主跨跨越深水区域,采用70m 边跨跨越两岸大堤,总长290m 。

塔柱采用双柱式,柱尺寸顺桥向4.5m 长,横桥向2.5m 宽,壁厚顺桥向1.25m ,横桥向0.65m ,两主塔均采用塔、梁固结体系,主墩顶设支座。

桥型布置图如图1所示。

2斜拉桥刚度参数对索力影响分析2.1主梁刚度参数选取斜拉桥主梁的刚度分别为原刚度的0.5、1.0、1.5、2.0以及2.5倍五种不同主梁刚度,原主梁刚度记作E 1,提取不同主梁刚度模型计算后的斜拉索索力数据,如图2所示。

由图2可以看出,主梁刚度的改变对于全桥的斜拉索的索力影响都很大,其中边跨编号SC12~SC01斜拉索索力和中跨编号MC01~MC06斜拉索索力随着主梁刚度的增大呈现出逐渐增大的变化规律,最大增大幅度为14.5%;但在中跨跨中编号MC07~MC07’斜拉索索力反而随着主梁刚度的增加呈现减小的变化规律,最小减小幅度为14.33%。

西江特大桥混合梁斜拉桥钢箱梁架设关键技术

西江特大桥混合梁斜拉桥钢箱梁架设关键技术

置,距离辅助墩 10. 5 m。大里程钢 - 混分界点位于 起吊船抛锚定位、钢箱梁运输等施工组织提出很大
600 m 主跨,距 桥塔 P157# 26 m 位置。两处钢 - 混 挑战。
结合段之间采用钢箱梁,两侧边跨采用混凝土箱 (2)主跨采用 12 m 标准节段钢箱梁,每节段钢
梁。主桥钢箱梁共 54 个节段,编号依次为:钢 - 混 箱梁最大吊重 220 t 左右,吊装高度 26 m,大悬臂施
相邻节段焊接固定。标准节段中,L1、R3、R4、R5
段的钢箱梁同样利用 1 000 t 浮吊吊装 + 滑移的方
式安装,其余的标准节段钢箱梁均采用运输船浮运
图3 西江特大桥跨西江主桥钢箱梁标准横断面图(单位:cm) 至桥下,在桥面上设置 2 台 BL230 型桥面吊机对称
2 工程建设难点和总体施工方案
桥,钢箱梁共 54 个节段四种类型,具有结构复杂、跨度大、吊重大、施工干扰多等建设难题。为此,围绕该桥钢箱梁
施工质量和线形控制等关键工序开展了相关技术研究,形成的大节段钢箱梁浮吊滑移就位技术解决了边跨大节段
吊装难题,标准节段钢箱梁桥面吊机悬臂架设技术解决了中跨标准节段安装难题,中跨适时适温合龙技术解决了
结合段、26# ~ 29#大节段、L0#节段、L1 ~ L24 标准 工时受风力影响较大,钢箱梁吊装困难、拼装精度
段、中跨合龙段、R24 ~ R3 标准段、钢 - 混结合段, 及线形控制要求高且钢梁拼装焊接质量要求较高。
布置如图 2 所示。
(3)受自然环境因素影响较大;钢箱梁施工位
于台风期,避免台风天气下钢箱梁吊装作业,并对
钢箱梁合龙难题,为今后类似条件下的斜拉桥钢箱梁施工提供了可借鉴的经验。
关键词:斜拉桥 钢箱梁 滑移就位 悬臂架设 适时合龙

山区双塔斜拉桥抗风性能研究

山区双塔斜拉桥抗风性能研究
总第 2 6 0期 2 0 1 3年 第 5期




Tr a n s p o r t a t i o n S c i e n c e & Te c h n o l o g y
Se r i a l No .2 60 N o. 5 Oc t . 2 013
山 区双 塔 斜 拉 桥 抗 风 性 能研 究
为 0 . 1 1 1 1 T I 和0 . 2 5 9 。 ; 施 工最 大 单悬 臂 状态 下 竖
桥 梁动 力特 性 是桥 梁 结 构 的基 本 性 质 , 能 准 确地 反映桥 梁 结构 的质 量 和 刚度 信 息_ 5 ] , 本 文 借
助 ANS YS软件 对 该 桥进 行 动 力 特性 分 析 , 结 果
振稳定性试验 、 涡激 共 振 性 能 研 究 试 验 等 风 振 稳 定 性 和 静 气 动 力 系 数 试 验 , 并 进 行 了 结 构 风 荷 载
分 析 和 风 荷 载 响 应 计 算 。结 果 表 明 : 该 桥 成 桥 和 施 工 最 大 单 悬 臂 状 态 均 具 有 良好 的 颤 振 和 涡 振 稳
1 风 参 数
称《 抗 风规 范 》 ) [ 4 确 定 了桥 位处 百 年 一 遇 的 基本 风 速为 2 5 . 8 m/ s 。 根据 该桥 桥 址 周 围 环 境 , 取 D类 地 表 类 型 , 根 据设计 资 料 , 确定 桥 面 离 水 面 高 度 为 1 6 9 . 1 4 0 m。考虑 到桥 位处 地 形 呈 V 字 形 状 , 局 部 起伏 较 大, 如 以桥面 跨 中距 离 地 面 或水 面高 度 来计 算 桥 面 高度处 设计 基准 风速 过于保 守 。在 风荷载 计算 中, 对地 表起 伏较 大 的山 区地 形 , 桥 面基 准 高度宜 采 用 统一 的等 效桥 面 高度 Z 来 描 述 。将 山 谷简 化 为三 角形 , 取 三角 形 形 心 位 置高 度 为 等 效 桥 面 高 度 。从 而得 到 1 0 0年 重现期 的设 计基 准 风速为 3 O . 1 m/ s ; 施 工 阶段 风 速 按 3 O年 重 现期 计 算 , 取 风 速重现 期 系 数 为 0 . 9 2 。颤 振 检 验 风 速 成 桥 状 态 和施 工 最 大 单 悬 臂 状 态 分 别 是 5 0 . 7 m/ s和

国内最大跨径“塔梁墩”固结体系斜拉桥合龙

国内最大跨径“塔梁墩”固结体系斜拉桥合龙
从 福 建 省 高速 公 路 集 团有 限公 司 了解 到 ,长 门 特 大 桥是 福州 绕城 公 路 东 南 段 项 目 的控 制 性 工 程 ,桥 址 区濒 临 闽江 人 海 口 ,南 北 向横 跨 闽 江 ,北 接 连 江 长 门村 ,南 接 琅 岐 岛 ,主 桥 全 长 848m,主跨 550m,结 构 形 式 为 双 塔 双 索 面混 合梁 斜拉 桥 ,北 岸 塔 高 186.2 nl, 南岸 塔 高 184.2 m。
轨 道 交 通 与 地 下 工 程 器
Track Tra fi c& Underground Engineedng
从 图 11可 以看 出 ,经过 改 良的 渣 土 流塑 性 良好 , 参 考文 献 :
能 够 从 螺 旋 输 送 机 排 渣 15 JJ ̄,,r l排 出 ,没 有 造 成 螺 旋 [1】庄唯 ,傅德明.土压平 衡盾构技术在 地铁隧道工程 中的应用 输 送 机 堵 塞 而 影 响 正 常 掘 进 ,进 一 步 说 明 了 泡 沫 剂 和 发 展 [J].中 国 市政 工 程 ,2004(4):51—52.
体 。改 良后的砂 卵石 土体 具有 良好 的均匀 性 ,粗 细颗 粒 [6]晏 启 祥 ,郑 代靖 ,何 川 ,等.富水 砂 卵石 地 层地 铁 盾 构 施 工若 干
问题 及对 策[J].地 下 空 间 与 工 程 学 报 ,2015,11(3):713—719.
在 泡 沫剂 作 用 下 分布 均 匀 ,在 振动 情 况 下 呈现 出 良好
堵塞而影 响正常盾构 。醯翮
工 技 术 方 面 的 研 究 工 作 。
国 内最 大 跨 径 “塔 梁 墩 ”固结 体 系斜 拉 桥 合 龙
2018年 6月 11日 10时 18分 ,福州 绕城 公 路 东 南 段 A5合 同段 长 门特 大 桥 合 龙 段 焊 接 完 成 .标 志 着福 州 绕 城 高 速 公 路 东 南 段 项 目进 入 全 面 冲刺 阶段 ,为 该 项 目 2019年 顺 利 通 车 奠 定 了坚 实 基 矗

浅析斜拉桥双向倾斜桥塔竖向主动顶撑施工技术

浅析斜拉桥双向倾斜桥塔竖向主动顶撑施工技术
关键 词 :斜拉 桥 ;双 向倾 斜桥 塔 ;主动 顶撑
中图分 类号 :U 4 4 8 1 工 程概 况
文献 标识 码 :A
X X X 大桥 主 桥 为 1 7 0 m独塔 单 跨 地锚 混 凝 土 斜 拉 桥 ,采 用 倒 Y 形 主 塔 ,主 塔 塔 身由上塔柱 、下塔柱 、横梁 等组 成。主 塔 采用 与水 平 向成 7 1 . 5 7 度 的斜 塔 ,投 影 竖 向 总 高度 ( 承 台顶 至 塔 顶 )为 1 0 0 m, 斜 塔 斜 向 总高 (承 台顶 至塔 顶 中线 ) 1 0 5 . 4 1 m,上 塔 身 采 用 ‘ 工 ’形 实 心 截 面 ,上 塔柱 竖 向投 影 高 为4 5 m,下塔 柱 竖 向投影 高 为5 5 m 。 2竖 向主 动顶 撑施 工技 术 X X X 大 桥 主塔 采 用 液 压 自动爬 模施 工 技 术 进 行 塔 柱 施 工 ,下 塔 4 m一 节 段 。上 塔4 . 2 5 m一节段。钢筋绑扎采用整体式桁 架 型 劲性 骨架 定位 以加 快施 工速 度 ,保 证 施工质量。由于塔柱双 向倾角大,大悬臂 施 工 时拉 索 尚未张 拉前 将产 生 巨大 的倾覆 弯 矩 ,因此需 采用 设置 预顶 力 的竖 向主 动 顶撑,保证塔柱施工阶段安全及线形符合 设 计要 求 。 2 . 1 竖向主动顶撑计算 竖 向主 动 顶 撑 的 受 力 计 算 主 要 考 虑 塔柱浇筑 的最不利工况的受力情况 ,看 其 在最 不利 工况 下 的 自身应 力是 否满 足要 求 , 以塔 柱 混 凝 土 的 拉 最 大 应 力 不 大 于 1 . 8 MP a  ̄ 进 行控 制 。本方 案最 不利 工况 为 第一束拉索张拉前 ,第1 7 号节段模板安装 完成 后 。主 动顶 撑 的预顶 力设 置具 体 的计 算从塔柱的线性控制及应力控制两个方面 进行 比较 计 算 。以线 形控 制为 主 时 ,假 定

一种双斜塔斜拉桥[实用新型专利]

一种双斜塔斜拉桥[实用新型专利]

专利名称:一种双斜塔斜拉桥专利类型:实用新型专利
发明人:杜鑫
申请号:CN201620684639.0申请日:20160630
公开号:CN205775788U
公开日:
20161207
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型涉及桥梁技术领域,具体涉及一种双斜塔斜拉桥,包括桥墩、斜塔甲、斜塔乙、拉索和主梁,斜塔甲与斜塔乙的倾斜方向相反,并且均固定设置在同一个桥墩上,斜塔甲远离主梁的一侧通过拉索与主梁连接,斜塔乙远离主梁的一侧通过拉索与主梁连接,斜塔甲下部具有两个支脚,两个支脚之间的空间用于车辆通行,两个支脚固定设置在桥墩上,斜塔乙为直线型结构,申请斜拉桥能够安装两个斜塔,并且倾斜方向不同,拉索布置的方向也相反,相当于常规的双面具有拉索的桥塔,其跨度能力与该常规斜拉桥相当,因此与一个桥墩只安装一个斜塔相比,本申请斜拉桥跨度更大。

申请人:四川建筑职业技术学院
地址:618000 四川省德阳市嘉陵江西路4号
国籍:CN
代理机构:四川力久律师事务所
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一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法[发明专利]

一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法[发明专利]

(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.12.24C N 104236940A (21)申请号 201410411370.4(22)申请日 2014.08.20G01M 99/00(2011.01)(71)申请人中交第二航务工程局有限公司地址430040 湖北省武汉市东西湖区金银湖路11号(72)发明人张鸿 张永涛 唐启 陈宏宝游新鹏 巫兴发 郑和晖 康学云王敏 黄跃(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司 42104代理人俞鸿(54)发明名称一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法(57)摘要本发明公开了一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法,先将数个箱梁节段在工厂内临时连接成已安装箱梁,已安装箱梁中的各个箱梁节段由两排千斤顶进行支撑,随后将已安装箱梁的一侧端部固定在临时限位装置上,保留各个箱梁节段底部位于安装斜拉索正下方用来模拟斜拉索索力的千斤顶,并拆除其余千斤顶,则已安装箱梁中的各个箱梁节段只有一个千斤顶进行支撑,由于斜拉桥箱梁的斜拉索力只考虑箱梁的横向变形和纵向变形,故后续利用已安装箱梁安装其他单个箱梁节段时,支撑已安装箱梁中的各个箱梁节段的千斤顶可真实反映斜拉桥安装过程中的受力状态,且试验得出的结果可靠,能准确反映出实际桥梁结构安装架设过程中可能产生的问题。

(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图1页(10)申请公布号CN 104236940 A1.一种模拟箱梁在斜拉索支撑状态的方法,其特征在于,它包括以下步骤:1)、将数个预制好的箱梁节段在工厂内临时连接,形成已安装箱梁;2)、已安装箱梁中的各个箱梁节段底部均安装至少两排千斤顶,已安装箱梁中的各个箱梁节段先通过其底部的千斤顶支撑;3)、在已安装箱梁的一侧端部固定安装临时限位装置,并将已安装箱梁的该侧端部与临时限位装置固定连接;4)、保留各个箱梁节段底部位于安装斜拉索正下方用来模拟斜拉索索力的千斤顶,并拆除其余千斤顶;5)、在已安装箱梁上拼装桥面吊机,利用桥面吊机起吊将单个箱梁节段安装在已安装箱梁的另一侧端部,同时记录已安装箱梁中的各个箱梁节段底部千斤顶的支撑力。

斜拉桥扁平钢箱梁横向挠度分析

斜拉桥扁平钢箱梁横向挠度分析

———————————————————————作者简介:王婵(1984-),女,湖北鄂州人,工程师,硕士,研究方向为桥梁与隧道。

0引言斜拉桥[1]由主塔、箱梁和斜拉索组成,属于超静定结构。

一般情况下斜拉桥可通过采用MIDAS 有限元软件建立鱼骨模型来分析斜拉索力、竖向挠度等受力情况,这种简化模型是在横桥向宽度不宽,将箱梁看作杆系结构的情况下来考虑的。

而扁平钢箱梁正成为大跨度桥梁加劲梁的主要结构形式,该类型梁体通常桥宽较大,对于横桥向宽度宽,宽跨比为1∶2.8的扁平钢箱梁[2][3],在自重、二期荷载和成桥索力等作用下,钢箱梁的横桥向挠度相比于纵向挠度是否可以忽略?1工程概况该桥设计荷载为公路-Ⅰ级,跨越内河Ⅲ级航道,为独塔平行双索面钢箱梁斜拉桥。

横桥向设两排索,间距38m ,全桥共44根斜拉索,拉索水平倾角约30度。

跨径组合为120+120=240m ,主梁采用整体式流线形扁平钢箱梁,箱梁宽42.5m ,中心高3m 。

箱梁内设5道纵腹板,形成单箱六室断面。

顶板厚度为16mm ,底板厚度为12mm ,5道纵腹板的厚度依次为25mm 、12mm 、12mm 、12mm 、25mm 。

(图1)2有限元分析斜拉桥扁平钢箱梁的有限元模拟,可采用实体单元法、板单元法、梁单元法和梁格法。

其中梁格法(Grillage Method )是分析桥梁上部结构实用有效的空间分析方法之一。

该方法用等效梁格代替桥梁的上部结构:将分散在梁体每一区段内的抗弯、抗扭和抗剪刚度集中在最近的一个等效梁格内,实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格构件内,横向刚度集中于横向梁格构件内。

对梁格的受力进行分析就可得到实桥的受力状态[4],但该方法中刚度的计算较为复杂,精确度取决于计算人员的水平。

扁平钢箱梁外部载荷是靠板内所产生的薄膜应力和弯曲应力来平衡的,即箱梁可采用板壳单元进行离散,而全桥采用板壳单元进行分析,计算规模繁杂,实际操作难以实现,则采用杆系结构分析和三维实体结构分析相结合的方法在实操上更为切实可行。

双边箱斜拉桥钢梁步履式顶推施工关键技术分析

双边箱斜拉桥钢梁步履式顶推施工关键技术分析

安徽建筑中图分类号:U448.27文献标识码:A文章编号:1007-7359(2024)2-0040-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2024.2.0161引言近年来,我国一直在大力推进交通基础设施的建设,促进了公路交通事业的迅速发展。

随着桥梁技术的不断进步,钢结构桥梁由于其自重轻、结构强度高等优势,被越来越广泛地应用在大跨度桥梁上。

顶推法施工是通过设置钢导梁和临时墩、滑道、水平千斤顶施力装置,将梁段连接在一起,采用滑道及千斤顶施力装置将梁段移动至指定部位的一种施工方法。

由于其不需要支架和大型机械、工程质量容易控制、占用场地少、不受季节影响等,被越来越广泛地应用在大跨度桥梁上。

金寨南路桥主桥为非对称钢-混梁独塔双索面斜拉桥,采用顶推法施工,通过有限元软件进行数值模拟得到顶推过程中钢箱梁、导梁的内力和变形指标,结合施工过程,监测钢梁内力和变形最大值出现的施工工序,有效保障了施工安全。

2工程概况金寨南路桥主桥平面位于直线上,跨径布置为(32+65+160)m,主跨为160m,跨越通航水域。

主桥结构形式为非对称钢-混梁独塔双索面斜拉桥,桥梁分幅布置,单幅标准横断面宽度30.0m,间距3.1m,桥全宽63.1m。

主塔采用C50现浇混凝土,塔柱采用矩形截面塔,塔高112m,桥梁结构如图1所示。

主桥主梁采用钢-混混合梁,其中主跨采用钢箱梁、边跨采用混凝土梁。

主跨钢箱梁全长148m(含钢混结合段),钢箱梁横断面采用双边箱形截面,钢箱梁全宽30m,钢箱梁顶板顶至水平底板顶的高度为3.3m,通过整体旋转形成2%的桥面横坡。

全桥共13个节段,共分为A、B、C、JH四种梁段,横隔板标准间距为3m。

其中A梁段为标准段,长度12.00m;JH段为钢混结合段,长度9.55m;B梁段为过渡段,长度12.00m;C梁段为支撑段,长度8.00m。

主跨钢箱梁阶段划分如图2所示。

图2主桥总体布置图钢箱梁标准节段为12m,由桥面板、T型横梁、隔板、底板、腹板、锚头单元等构件焊接而成,钢箱梁标准节段构造图如图3所示。

211007803_斜拉桥钢箱梁纵隔板对钢桥面板受力性能的影响研究

211007803_斜拉桥钢箱梁纵隔板对钢桥面板受力性能的影响研究

学研究创新斜拉桥钢箱梁纵隔板对钢桥面板受力性能的影响研究杨健1李明辉1崔建伟2王昊2(1.宁波市杭州湾大桥发展有限公司浙江宁波315000;2.河海大学土木与交通学院江苏南京210000)摘 要:考虑到斜拉桥钢箱梁纵隔板对钢桥面板受力性能的影响,通过ABAQUS有限元分析,对比有无纵隔板时横隔板围焊端、弧形缺口及焊趾应力等钢箱梁典型疲劳细节处的受力性能,提取纵隔板两侧各U肋焊缝主拉应力,分析纵隔板对局部初始应力的影响范围。

研究结果表明:纵隔板构造对研究区域各构造细节受力性能的影响主要体现在对初始应力的影响,仅提高了其两侧1根U肋靠近纵隔板位置横隔板-U肋焊缝末端的疲劳性能,从而降低了这两处疲劳开裂的可能,与实桥此位置裂纹少的现象一致。

关键词:钢箱梁纵隔板初始应力受力性能钢桥面板中图分类号:U441文献标识码:A文章编号:1674-098X(2022)08(b)-0008-04 Research on the Influence of Mediastinal Plate of Steel Box Girder on the Mechanical Performance of Steel Deckof Cable-Stayed BridgeYANG Jian1LI Minghui1CUI Jianwei2WANG Hao2(1.Ningbo Hangzhou Bay Bridge Development Co., Ltd., Ningbo, Zhejiang Province, 315000 China;2.College of Civil and Transportation Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu Province,210000 China)Abstract: Considering the influence of mediastinal plate of steel box girder of cable-stayed bridge on the mechanical performance of steel bridge deck, through the finite element analysis of ABAQUS, the mechanical properties of the typical fatigue details of steel box girder with or without mediastinal plate, such as the circumferential welding end of diaphragm, arc notch and welding toe stress, were compared; The main tensile stress of each U-rib weld on both sides of the mediastinum plate is extracted, and the influence range of the mediastinum plate on the local initial stressis analyzed. The results show that the longitudinal bulkhead structure for the study area each detail stress performance mainly embodied in the influence of the influence on the initial stress, increased its only 1 root U-rib on both sides near the mediastinal horizontal clapboard-U-rib plate position of weld at the end of the fatigue performance, thereby reducing the possibility of the two fatigue cracking, the phenomenon of crack less consistent with actual bridge location.Key Words: Steel box girder; Mediastinal plate; Initial stress; Mechanical performance; Steel deck钢箱梁具有跨越能力大、结构自重小、抗风稳定性好等优点,在大跨径缆索支承桥梁中得到了广泛应用[1-2]。

双斜塔钢箱梁斜拉桥全桥气动弹性模型设计

双斜塔钢箱梁斜拉桥全桥气动弹性模型设计

双斜塔钢箱梁斜拉桥全桥气动弹性模型设计大度桥梁的气动弹性模型在设计的过程中,不仅要满足与实物的相似度,而且还要还要满与整个桥梁的气动外形相似,这种设计的要求很多,这样就增加了整个桥梁气动模型设计的困难。

全桥气动弹性模型设计是大跨度桥梁风洞试验中的重要环节。

本文主要以双斜塔钢箱梁斜拉桥为例,详细介绍了在进行大跨度桥梁风洞试验中使,对于全桥气动弹性模型的设计过程、制作方法、安装和调试方法。

标签大跨度斜拉桥;风洞试验;气弹模型;设计;制造气动弹性模型的设计主要是为了进行桥梁风动试验,这个试验的目的就是能够保证在一定基础上桥梁的稳定性和桥梁的承载性。

这些试验都是在设计大跨度桥梁的时候才进行的,这样就要求我们了解斜拉桥的种类,分为双斜和单斜两种。

对于大跨度桥梁一般都是使用双斜塔的构造模式。

1.大跨度桥梁抗风性能的评估随着建筑业的发展,建筑说技术水平不断提高。

这样在对我国的桥梁建设有一定的影响,现在建设大跨度桥梁都具有轻巧、柔、阻力小等很多特点,这样就会使风能够影响整个桥梁的建设。

这样斜拉桥抗风性能评估成为大跨度桥梁设计的必要环节。

1.1抗风性评估办法整个大桥的抗风性能评估根据数据进行理论分析和根据全桥气动弹性模式的设计和试验。

这种应用风洞试验是目前最可靠评估的手段。

在很多种风洞试验的过程中,全桥气弹模型风洞试验可。

利用一些科技手段能够真实地模拟在自然风作用,对整个桥梁结构的风洞的作用和桥梁结构的主要模型之间的关系。

这种试验能够准确的判断整个桥梁的颤振、抖振、涡激振动及静风稳定性。

是一种最直接和最准确有效的方法。

这样评估大跨度桥梁,全桥气动弹性模型风洞试验是评估其抗风性能的主要手段。

用这种手段的主要原因就是影响整个桥梁的因素主要都是气动外形因素、结构动力抗风特性和自然风特性。

这样对于模型的设计就有一定的要求。

2.全桥气动模型设计办法在进行全桥气动模型的设计中必须同时具备两种要求,对于相对于桥梁的节段模型风洞试验要注意模拟状态下的频率和阻力。

横风作用下钢桁梁桥上列车气动导纳的风洞试验研究

横风作用下钢桁梁桥上列车气动导纳的风洞试验研究

横风作用下钢桁梁桥上列车气动导纳的风洞试验研究
马存明;段青松;廖海黎
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2018(037)002
【摘要】大跨度钢桁梁悬索桥对风作用敏感,桥上列车周围的流场也会受到较大影响,横风作用下考虑钢桁梁影响的列车气动力的研究十分必要.以某大跨度钢桁梁悬索桥为例,在风洞试验室建立两种大气紊流场,基于测压法分析静止于钢桁梁上列车气动力,得到频域内列车的等效气动导纳以及抖振力的跨向相关性,且考虑了攻角、紊流场、列车位置等影响因素,也指出了进一步的研究方向,为类似桥梁上列车运行的舒适性研究提供了一定的指导.
【总页数】6页(P150-155)
【作者】马存明;段青松;廖海黎
【作者单位】西南交通大学桥梁工程系,成都610031;西南交通大学风工程试验研究中心,成都610031;西南交通大学桥梁工程系,成都610031;西南交通大学风工程试验研究中心,成都610031;西南交通大学桥梁工程系,成都610031;西南交通大学风工程试验研究中心,成都610031
【正文语种】中文
【中图分类】U270.1
【相关文献】
1.高速铁路风障在横风与列车风耦合作用下的气动特性研究 [J], 柳润东;毛军;郗艳红
2.半堤半堑路况上横风下高速列车气动特性研究 [J], 杨超;李灵飞;杨晓霞
3.横风作用下高速列车受电弓滑板的气动特性分析 [J], 赵萌;刘晓禹;贾彦;吴双群
4.横风作用下高速铁路桥梁全封闭声屏障气动特性的风洞试验研究 [J], 韩旭; 彭栋; 向活跃; 李永乐; 曾敏; 蔡理平
5.风雨耦合作用下高速列车气动性能的风洞试验研究 [J], 彭益华;何旭辉;敬海泉;
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探讨果子沟双塔双索面钢桁梁斜拉桥施工控制

探讨果子沟双塔双索面钢桁梁斜拉桥施工控制

探讨果子沟双塔双索面钢桁梁斜拉桥施工控制周虎;吴毅敏【摘要】结合果子沟双塔双索面钢桁梁斜拉桥施工案例,对双塔双跨双索面钢斜拉桥的施工控技术进行系统的研究和分析,主要阐述施工控制的相关思路、方法,有利的保证了施工过程中桥粱结构截面应力分布、位移、挠度变化都处于安全合理的范围之内。

【期刊名称】《黑龙江交通科技》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】1页(P89-89)【关键词】双塔;双索面;斜拉桥;施工;养护【作者】周虎;吴毅敏【作者单位】新疆石河子公路干校;新疆石河子公路干校【正文语种】中文【中图分类】U442果子沟大桥全称果子沟双塔双索面钢桁梁斜拉桥,该桥地上部分建设于07年8月22日开始浇筑。

这座桥是新疆维吾尔自治区内全部采用钢桁梁结构的斜拉桥,同时果子沟双塔双索面钢桁梁斜拉桥也是国内第一座公路双塔双索面钢桁梁斜拉桥,这座桥梁的主塔设计为209 m和215.5 m,桥梁的整个长度为700 m,距谷底净高达200 m,施工时考虑桥梁的稳定,采用一种高强螺栓连接,桥梁施工时采用的钢材都是经过特殊加工的专用桥梁钢材。

随着斜拉桥建设的发展,对施工控制的研究也越来越深入,控制思想与方法比较多。

对果子沟双塔双索面钢桁梁斜拉桥施工控制思想主要是斜拉桥的自适应控制,利用卡尔曼滤波纠偏终点控制的思想,即就是指在斜拉桥施工中用改变斜拉索索力对各种产生主粱线型偏差的因素进行纠正。

控制参考方程如下:δi= δi-1+(δi-1- δi-2)li/li-1。

式中δi-1为竖向变位,主要指第i-1段梁在临时荷载和日照温差下引起的;δi-2为竖向变位,主要指的是第i-2段在日照和荷载的作用下发生的变位,li-1为i-1段主梁的长度,li为第i主梁的长度。

存在施工误差时,除了第i-1,i-2段主梁高程还应加上由此引起第i段粱标高的修正量,即δi+ δΔ=(δi-1+ Δi-1)+ [(δi-1+Δi-1)-(δi-2+ Δi-2)]li/li-1式中,已成粱段的高程施工误差(△)。

非对称矮塔斜拉桥桥塔抗震性能分析

非对称矮塔斜拉桥桥塔抗震性能分析

非对称矮塔斜拉桥桥塔抗震性能分析李自林;马嘉蓬;刘治德【摘要】为研究高桥墩非对称矮塔斜拉桥桥塔和桥墩的抗震性能,基于桥梁抗震中反应谱分析理论,以一座高桥墩铁路矮塔斜拉桥为工程背景,建立其整桥模型和裸塔模型,进行模态分析和内力位移分析,并对桥塔在整桥状态下和裸塔状态下进行对比研究.研究表明,在相同地震力作用下,整桥振型周期较大,顺桥向裸塔与整桥的桥塔有明显的差别.【期刊名称】《石家庄铁道大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(026)004【总页数】5页(P15-19)【关键词】非对称;高桥墩;矮塔斜拉桥;反应谱分析【作者】李自林;马嘉蓬;刘治德【作者单位】天津城市建设学院天津市软土特性与工程环境重点实验室,天津300384;天津城市建设学院天津市软土特性与工程环境重点实验室,天津300384;天津市海河建设发展投资有限公司,天津300380【正文语种】中文【中图分类】U240 引言对斜拉桥进行地震响应分析是一个规模巨大而且极为复杂的问题。

反应谱方法通过反应谱概念巧妙地将动力问题静力化,概念简单,计算方便,可以用较少的计算量获得结构的最大反应值[1]。

因此,世界各国规范都把它作为一种基本分析手段。

从1943年M.Biot提出反应谱概念,并且给出了第一条弹性反应谱曲线以来,反应谱理论逐步发展,并被许多国家采纳到结构设计抗震规范中。

由于矮塔斜拉桥在国内兴起较晚,到目前为止国内该桥型的桥梁还不是很多。

故关于该桥型的抗震研究资料还很匮乏。

目前,随着矮塔斜拉桥这种桥型逐渐被国内桥梁界所接受,并得到了较多的运用。

该桥型已逐渐成为桥梁抗震研究的一个热点[2],针对该桥型抗震研究的高校或研究机构也越来越多。

利用反应谱分析方法对一座具有高桥墩的非对称矮塔斜拉桥——津保桥的裸塔和全桥模型桥塔的抗震性能进行了研究。

得出两种模型在地震作用下的响应规律。

1 反应谱分析理论在桥梁抗震分析中反应谱法是应用最广泛的理论方法。

大跨径双塔双索面钢箱梁斜拉桥施工控制研究

大跨径双塔双索面钢箱梁斜拉桥施工控制研究

大跨径双塔双索面钢箱梁斜拉桥施工控制研究大跨径双塔双索面钢箱梁斜拉桥施工控制研究摘要:本文以宁波象山港公路大桥主桥钢箱梁斜拉桥为背景,对钢箱梁斜拉桥施工监控的主要过程进行研究,重点从施工张拉力、安装线形计算及施工监测等方面进行剖析,特整理形成本文,以供业内同行共同参考借鉴.关键词:大跨径钢箱梁施工控制工艺要求中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:0引言斜拉桥以其简洁优美的外形及良好的跨越能力而被广泛采用。

近年来, 随着交通量的剧增,桥面宽度及桥梁跨径均呈上升趋势,传统的混凝土斜拉桥已难以满足实用要求,大跨径钢箱梁斜拉桥因此应运而生。

但该类桥的施工控制与以往的混凝土斜拉桥的施工控制存在着较大差异,故而施工控制必须因桥而异, 采取有针对性的措施.国内外学者及工程技术人员对斜拉桥的施工控制进行了许多研究,提出了诸如卡尔曼滤波法、最小二乘误差控制法、无应力状态控制法、自适应控制法等许多实用控制方法[1,2]。

这些方法的实质都是基于对施工反馈数据的误差分析,通过计算和施工手段,对结构的目标状态和施工的实施状态进行控制调整, 达到对施工误差进行控制的目的.施工控制方法必须与各类斜拉桥设计施工的特点相结合, 才能在确保结构安全及施工便捷的前提下,切实可靠地实现控制目标。

目前国内大多数斜拉桥的施工控制文献都是针对混凝土斜拉桥进行的, 其相应的控制方法也是针对混凝土梁的施工特点提出来的, 对于大跨径的焊接钢箱梁斜拉桥施工控制积累的经验还比较少。

虽然预应力混凝土斜拉桥和钢箱梁斜拉桥施工控制的主要内容并无太大差异, 但由于结构自身特点以及施工工艺的不同, 所以在施工监控工作中的侧重点也有所不同.本文以宁波象山港公路大桥主桥钢箱梁斜拉桥为背景,对钢箱梁斜拉桥施工监控的主要过程进行研究.1工程概况宁波象山港公路大桥主桥为双塔双索面五跨连续半漂浮体系斜拉桥,跨径布置为82+262+688+262+82m,如图1所示。

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第36卷第4期2011年8月广西大学学报:自然科学版Jou rna l of G uangx iU niversity :N a t Sc i Ed V o.l 36N o .4A ug .2011收稿日期:2011-04-12;修订日期:2011-05-15 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50808148)通讯联系人:马存明(1976-),男,山东单县人,西南交通大学副教授,博士;E -m a i:l m c m@s w jt u .edu .cn 。

文章编号:1001-7445(2011)04-0605-06双斜塔钢箱梁斜拉桥抗风性能试验研究马存明,陈勉,王玉柱,高 伟(西南交通大学土木工程学院,四川成都610031)摘要:为了评价某拟建大跨度双斜塔钢箱梁斜拉桥的抗风安全性能,通过数值分析与风洞试验相结合的方法研究其结构动力特性,测定静力三分力系数、颤振临界风速和涡激振动响应,据此分析评估该桥的抗风性能。

结果表明,该桥具有较好的气动和颤振稳定性,但存在两个明显的竖向涡激共振区,且最大振幅远超过规定容许值。

因此,该桥需要通过气动外形优化,以减小或控制涡激振动。

经多种主梁涡激振动性能优化方案对比试验得出其最优措施为轨道内侧增加一条宽1m 、与底板夹角成30b 的导流板。

关键词:斜拉桥;抗风性能;节段模型风洞试验;动力特性中图分类号:U 448127;TU 31711 文献标识码:AE xperi m ental investigation on w i nd -resistant behavi or of double pylon cable stayed bridge w ith steel box bea mMA Cun -m i n g ,CHEN M ian ,WANG Yu -zhu ,GAO W ei(School o f C i v il Eng i neering ,Sout hw est Ji aotong U n i versity ,Chengdu 610031,Ch i na)Abst ract :In order to evaluate w i n d -resistant behav ior o f a double py lon cable stayed bridge w ithstee l box bea m,dyna m ic response characteristics of the bridge w ere analyzed 1The aerostatic force coeffic i e n,t t h e critica lw i n d ve l o c ity o f v i b ration and vortex -induced vibration response w ere m eas -ured usi n g the co mb i n ed m et h od of num erica l analysis and w ind tunne l tes,t to assessw i n d -resistan t behav i o r o f the bridge 1The resu lts show ed that the aerodyna m ic and fl u tter stability characteristics w ere good ,but there w ere t w o obvious vertica l vortex -i n duced resonance reg ions ,and the peak ex -cursi o n w asm uch larger than the a ll o w able va l u e 1Therefore ,the bri d ge needs an aerodyna m ic shape opti m izati o n to reduce or contro l vo rtex -induced v i b rati o n 1By co m pari n g a var i e ty of opti m izati o n so -l u ti o ns g i v en by vortex -i n duced v i b rati o n experi m ents ,the m ost opti m ized m easure for vortex -in -duced v i b ration con tro lw as to add a fair w ater fi n o f 1m w ide and 30b i n cli n e to the botto m slab .K ey w ords :cab le stayed bridge ;w i n d -resistant behav ior ;section m odelw i n d tunnel tes;t dyna m ic response拟建的某大桥主跨为450m 的双斜塔钢箱梁斜拉桥。

其钢桥塔高近130m,主梁主跨采用流线型钢箱梁,边跨采用预应力混凝土箱梁结构,梁高均为3m,梁宽37m 。

其立面及横断面布置图见图1。

该桥主桥桥位处地势起伏不平,气象条件复杂,风大沙多,冬季经常出现大雪天气;桥梁本身跨度较大,主塔为高斜塔;主塔和主跨桥梁均为钢结构,其质量小,阻尼低,是风致振动的敏感结构,必须考虑结构的抗风安全性。

由于大桥特定主桥采用支架法施工,施工阶段的抗风特性可以不予考虑,而将研究的广西大学学报:自然科学版第36卷重点集中在成桥阶段。

为确保大桥在成桥阶段的抗风安全和使用舒适性,结合国内外桥梁抗风规范及已有学者的研究成果[1-5],通过风洞试验与数值分析相结合的方法对大桥的抗风性能进行全面评估,以检验大桥的抗风设计,并为可能存在的抗风问题提出有效、经济的对策。

图1 大桥立面及横断面布置图(单位:mm )Fig 11 E levati on and cross section of th e br i dge (U nit :mm )1 抗风设计参数111 基本风速鉴于桥位处无可利用的气象站或风速观测点,临近气象站海拔也与大桥桥面处有较大落差。

考虑到海拔高度对基本风速有较大影响,可通过修正海拔高度,得到桥址处的基本风速。

于大桥水面高度以上10m 即海拔1283m 处设立为虚拟气象站,利用大桥桥位附近主要地区气象站的基本风速(表1),运用线性拟合方法,可得虚拟气象站100年一遇、累年10m in 的最大平均风速即基本风速U 10为31179m /s 。

表1 桥位附近主要地区的基本风速Tab 11 Basic w i nd s p eed near the br i dge地点海拔/m 基本风速/(m #s -1)地点海拔/m 基本风速/(m #s -1)东胜1460143317鄂托克旗1380133419伊金霍洛旗1329132811包头1067123310杭锦后旗陕坝1056173011榆林1057152816112 设计基准风速根据5公路桥梁抗风设计规范6JTG /TD60-01-2004中桥面高度处的设计基准风速计算公式U d =K 1U 10,(1)式中,K 1为风速高度变化修正系数,K 1=110(Z /10)A,Z 为水面至桥面高度。

按B 类地表,风剖面指数A =0116。

该桥Z =27m,计算得到设计基准风速3713m /s 。

113 颤振检验风速由5公路桥梁抗风设计规范6规定,桥梁的颤振检验风速可按下式计算[U cr ]=112L f U d ,(2)式中,112为综合安全系数,L f 为考虑风的脉动特性以及空间相关特性影响的修正系数。

由该桥跨度和地表粗糙度类别,L f 取为1129,计算成桥状态的颤振检验风速为5717m /s 。

606第4期马存明等:双斜塔钢箱梁斜拉桥抗风性能试验研究图2 全桥有限元计算模型Fig 12 The fi n ite ele m en t model of th e br i dge 2 结构动力特性计算分析采用ANSYS 结构通用有限元软件,对该桥成桥状态进行动力特性计算分析。

根据主桥结构总体布置及构造特点,桥面结构计算模型采用传统的/鱼骨梁0模型(见图2),其中主梁、桥塔、主墩和交界墩均由实际空间位置离散为三维梁单元模拟;拉索离散为三维索单元模拟;横隔板、桥面铺装等采用质点单元模拟;塔墩底固结约束于承台顶面[6-8]。

对成桥状态进行动力特性有限元计算,全桥主要频率结果有:一阶竖弯频率014337H z ,一阶横弯频率016378H z ,一阶扭转频率111152H z ,扭弯频率比为215714。

动力特性分析可知,由于大桥主梁断面采用闭口扁平钢箱梁,结构抗扭刚度得到提高,扭弯频率比为215714>210,且相对于同类桥梁基频较高,表明该桥具有良好的抗风动力性能。

3 节段模型风洞试验试验在西南交通大学单回流串联双试验段工业风洞(XN J D-1)第二试验段中进行,断面为高@宽=214m @210m 的矩形,空风洞试验风速范围为015~45m /s ,连续可调。

节段模型风洞试验包括静力三分力试验、颤振试验、涡激振动试验三部分。

311 静力三分力试验主梁节段试验模型缩尺为1B 50,长L =21095m,宽B =01571m,高H =01062m,如图3所示。

用于测量静力三分力的三分量应变式天平其设计荷载为:阻力F D =50kg ,f 升力F L =120kg,f 俯仰力矩M Z =12kg f #m 。

试验在均匀流条件下进行,攻角A 为-10b ~+10b ,$A =1b ,测试风速分别为10、15、20m /s ,数据采集由美国PSI 公司生产的780B 数据采集系统完成。

风轴坐标系下的阻力系数C D 、升力系数C L 、力矩系数C M 分别按下式定义:C D =F D /(1/2Q U 2HL ),(3)C L =F L /(1/2Q U 2BL ),(4)C M =M Z /(1/2Q U 2B 2L ),(5)式中,1/2Q U 2为气流动压,Q 为空气密度,U 为来流速度。

主梁节段模型在10m /s ,15m /s 和20m /s 3种测试风速下的三分力结果较为接近,表明试验可靠度较高。

由3次试验结果的平均值作梁风轴系三分力系数随攻角的变化曲线(图4),可见,主梁截面C L 和C M 曲线都具有正斜率,表明截面的气动稳定性较好。

图3 标准梁段三分力试验F i g 13 Aerostat i c force test of thestandard bea m seg m ents图4 主梁风轴系三分力系数曲线Fig 14 T he aerostatic force coeffic i en t ofw i nd axis of th e m ai n bea m s607广西大学学报:自然科学版第36卷图5 安装在风洞中的动力节段模型F i g 15 Po w er seg m en t m ode l in w i nd tunne l312颤振试验颤振试验节段模型的尺寸与静力节段模型的相同,但由8根拉伸弹簧悬挂在两端支架上,形成可竖向运动和绕模型轴线转动的二自由度振动系统[9],且在模型两端设置端板,以保证主梁断面气动绕流的二维特性,如图5所示。

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