双索面大跨度斜拉桥空间动力分析
斜拉桥和悬索桥的总体布置和结构体系
主跨跨径
索 塔 高 度
索面形式（辐射式、竖琴式或扇式） 双塔：H/l2=0.18~0.25
拉索的索距
单塔：H/l2=0.30~0.45
拉索的水平倾角
6
拉索布置
斜拉索横向布置
空间布置形式
单索面
竖直双索面 双索面
倾斜双索面
7
拉索在平面内的布置型式
辐射式 竖琴式 扇式
拉索间距
早期：稀索
混凝土达 15m~30m 钢斜拉桥达 30m~50m
31
1）斜拉桥施工的理论计算
斜拉桥施工的理论计算方法主要有以下几种：1、倒拆法；2）正算法
倒拆法从斜拉桥成桥状态出发（即理想的恒载状态出发）用与实际施工 步骤相反的顺序，进行逐步倒退计算来获得各施工节段的控制参数，根据 这些参数对施工进行控制与调整，并按正装顺序施工。
正算法是按斜拉桥的施工顺序，依次计算出各施工节段架设时的内力和 位移。并依据一定的计算原则，选定相应的计算参数作为未知变量，通过 求解方程得到相应的控制参数。
1)主梁的边跨和主跨比 2) 主梁端部处理 3) 主梁高度沿跨长的变化
混凝土主梁横截面形式
1）实体双主梁截面；2）板式边主梁截面；3）分 离双箱截面；4）整体箱形截面；5）板式梁截面
双索面钢主梁横截面形式
双主梁、单箱单室钢梁、两个单箱单室钢梁、 多室钢梁和钢桁梁
21
3、主梁构造特点（续）
主要尺寸拟定
混凝土斜拉桥的拉索一般为柔性索，高强钢丝外包的索套仅作为保护材 料，不参加索的受力，在索的自重作用下有垂度，垂度对索的受拉性能有影 响，同时索力大小对垂度也有影响。 为了简化计算，在实际计算中索一般采 用一直杆表示，以索的弦长作为杆长。关健 问题是考虑索垂度效应对索的伸长与轴力的 关系影响，这种影响采用修正弹性模量来考 虑。
大跨度斜拉桥动力特性实测
大跨度斜拉桥动力特性实测摘要：为了研究某跨海大桥的半漂浮体系斜拉桥的动力特性，对该斜拉桥进行了动力特性实测，通过对实测信号的分析，得到该大桥的固有频率和阻尼比。
关键词：斜拉桥；动力特性；固有频率；阻尼比0引言斜拉桥由于其跨越能力大、结构新颖高效而成为现代桥梁工程中发展最快、最具有竞争力的桥型之一【1】，特别是在跨江跨海大桥这面优势更加巨大。
随着科技的发展，从近年来所建的斜拉桥来看，斜拉桥的建造正在向着跨度越来越大，主梁越来越轻柔方向发展。
斜拉桥跨度增大，主梁轻柔导致其刚度变小，对桥梁在车辆荷载、风荷载和地震荷载作用下动力响应尤为敏感，严重的会引起桥梁结构的破坏。
因而有必要对其动力特性进行研究，为其抗震、抗风设计提供依据和参考，是一项很有意义的工作【2】。
1 工程概括某跨海大桥主桥为主跨780m的五跨连续半漂浮体系双塔双索面斜拉桥，其跨径布置为95+230+780+230+95=1430m。
索塔采用钻石型，包括上塔柱、中塔柱、下塔柱、和下横梁，塔柱采用空心箱型断面，采用C50混凝土，塔柱顶高程230.70m。
主桥斜拉桥钢箱梁含风嘴全宽38m，不含风嘴宽34.108m，中心线高度3.5m。
主桥斜拉索采用1670 MPa平行钢丝斜拉索，全桥共25×4×2=200根斜拉索。
2 测试系统简介为了分析大桥的动力特性，本次实测选取了4个加速度传感器。
分别测量大桥的竖向振动和横向振动，加速度传感器布置在跨中截面，传感器布置位置如图1。
由于此次没有布置扭转加速度传感器，故扭转加速度信号则由这两个竖向加速度信号的差值除以其横向间距28m。
加速度传感器采用北戴河兰德科技的BC00-19超低频振动传感器，其最低采样频率为0.1HZ；采集模块采用的是美国恩艾公司的NI-9234，其具有抗混叠滤波强、精度高等、4通道同步采集等特点。
另外，采用美国NI公司的LabviewSignlaExpress信号采集系统。
大跨径斜拉桥动力特性分析
主梁 采用 梁 单元模 拟 时 ． 键 问题在 于 合理 模 拟 关 主梁 的刚 度和 质量 分 布 。 从考 虑 主梁转 动 惯量 的角度
出发 ， 将 梁 单 元 的坐 标 设 在 主梁 断 面 的 扭转 中心 。 应
大桥 为 例 ， Ａ Ｓ Ｓ有 限 元分 析 软 件 对其 成 桥 状 态 用 ＮＹ 下 的 自振特 性进 行分 析 。
（ ． ｒｎｐ ｒ ｔ ｎ ｏｌ ｅ ｆ ｏｔｅｓ Ｕ ｉｅｓ ｙ Ｎ ｎｉｇ ０ ６ Ｃ ｉａ １ Ｔａ ｓｏｔ ｉ ｌ ｇ ｕｈ ａｔ ｎｖｒｉ ， ａｊ １ ９ ， ｈｎ ； ａｏ Ｃ ｅ ｏ Ｓ ｔ ｎ ２０ ２ ＪａｇｕＰｏｉｃ ｌ ｏ ．ｉ ｓ ｒｖ ｉ ｍｍｕ ｉａ ｏ ｌ ｎｎ ｎ ｅｉ ｓ ｔｔ， ａｊ ｇ２ ０ ， ｈｎ ） ｎ ｎ ａＣ ｎｃｔ ｎＰａ ｉｇ ｄＤ ｓ ｎＩ ｔｕｅＮ ｎｉ １０ ５ Ｃ ｉａ ｉ ｎ Ａ ｇ ｎｉ ｉ ｎ ０
大跨径 斜拉 桥 具有跨 越 能力 大 、 体 刚度 高 等优 整
１ １ 主梁 ．
点 ， 受风 荷载 、 震荷载 等 动荷载 影 响较 大 ， 但 地 因此在
工程 结构 设计 中 ． 需要 掌 握可靠 的大跨 径斜 拉 桥 的 就
动 力 特 性 ， 进 行 结 构 动 力 响 应 分 析 。下 面 就 以 苏 通 并
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｓｄ ｏ ｈ ｔ ｃｕ ａ ｈ ｒｃｅ ｓｉ ｆ ｏ ｇｓ ａ ａ ｌ－ ｔｙ ｄｂ ｄ ｅ ｔｅｍｅｈ ｄ ｏ ｕ ｌｉｇａｆ ｉ ｌ— ｓｒ ｃ ： ａ ｅ ｎ ｔｅｓｒ ｔｒｌ ａａ ｔｒ ｔ ｏ ｎ ｐ ｎｃ ｂｅ ｓａ ｅ ｒ ｇ ．ｈ ｔ ｏ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅｅ ｕ ｃ ｉ ｃ ｌ ｉ ｂ ｄ ｎｅ
两种斜拉桥动力特性比较
两种斜拉桥动力特性比较随着斜拉桥跨度的不断增大，结构刚度越来越柔，其在动力荷载作用下的动力特性和结构性能倍受工程界关注。
为获得与真实结构更为接近的动力特性，斜拉桥的动力计算模式的选用至关重要，本文以辰塔公路跨黄浦江大桥为工程背景，对混凝土斜拉桥两种不同的动力模型对结构的动力特性影响进行比较分析，以期为类似工程提供参考经验。
1.工程背景辰塔公路跨黄浦江大桥位于上海市松江区主城区的西南部，基本呈南北走向的辰塔公路上，是辰塔公路（D30 公路）跨越黄浦江横潦泾段的一个重要节点。
大桥为主跨296m的双塔双索面半漂浮体系斜拉桥，桥梁跨径组合为48+77+296+77+48=546m. 桥面宽度34.6m，H型钢筋混凝土桥塔，承台以上塔高92.2m，桥面以上塔高76m. 主梁标准截面采用预应力混凝土双主肋断面，主梁宽度34.6m，顶面在车行道范围内设2.0% 双向横坡，布索区和人非混行道为平坡。
主梁中心高度2.8m，主梁肋处梁高2.55m，主梁梁高全桥不变。
桥梁总体布置图和主梁横断面尺寸如图1、图2所示.2.动力分析模型斜拉桥的动力分析模型应着重与结构的刚度、质量和边界条件的模拟，使其尽量与实际情况相符。
结构的刚度模拟主要指各构件的轴向刚度、弯曲刚度、扭转刚度的模拟，质量模拟主要指构件和附属物的平动质量和转动质量的模拟。
对于采用双主肋断面的混凝土梁斜拉桥来说，常用的动力分析模型有脊骨梁模型和三主梁模型两种形式。
以下将对这两种动力分析模型作一简要介绍。
2.1脊骨梁模型脊骨梁模型是动力计算中采用较多的一种模式，它将主梁处理为桥纵轴线位置的单根主梁，主梁的轴向刚度、弯曲刚度、扭转刚度和剪切刚度均集中到主梁上，主梁单元的节点与拉索节点采用刚臂进行连接，主梁质量可分配到主梁单元的两端节点上，并通过引入集中质量矩的形式来考虑主梁的扭转惯性。
脊骨梁模型比较好的模拟了原桥面主梁的刚度和质量，但对开口断面形式的主梁的约束扭转刚度不能充分考虑，因此需要对主梁的扭转刚度进行修正。
大跨度独塔双索面斜拉桥静动载试验研究
文薄 壁箱梁 单元 的特 点 在 于 ： ①采 用 了能 同时适 用 于
开 口和闭 口薄壁 结构 的弯 曲 、 扭转 应变 能公式 ， 在此 基 础 上 导 出的有 限元公 式对 于薄壁结 构具 有普 遍 的适 用
空 间单元 。
图 １ 泸 卅Ｉ 安 长 江大 桥 实 景 泰
２ ２ 薄 壁箱 梁单元 ．
一
般 空 间梁单元 每节 点有 ６个位 移参 数和 ６个杆
为 了验证 设计 理论 和计 算 分 析 的可 靠 性 ， 断斜 判
拉 桥的实 际承 载能力 是 否 达 到设 计 要 求 ， 握斜 拉 桥 掌
主桥 总宽 ２ ． ０ ｍ， 桥 总宽 ２ ． ０ｍ， ９５ 引 ７ ５ 设计 行 车 速 度
结果 表 明泸州泰 安 长江 大 桥 的设 计 计 算 可靠 ， 工 质 施
量优 良， 同时结 构具有 很好 的力学 性 能… 。
２ 理 论 分 析
泸 州泰 安长 江大桥 主桥 的理论 分析计 算采 用有 限 元 方法 。对 于斜 拉桥 的一 般 计 算 ， 用 平 面杆 系 结 构 采 有 限元 方法 ， 考虑 横 向作用 的分 析 和结 构 动 力 性 能 需
性； ②选 择 薄壁梁 弯 、 微分 方程 的齐次 解作 为薄壁 梁 扭
单 元 的位 移插 值 函数 ， 到 了较 为 精 确 的 薄壁 梁 单元 得 的单元 刚度 矩阵 和几何 刚度矩 阵 。用此 方法对 箱梁 进 行 弹性 阶段 的分析 ， 避免 了板 壳元 巨大 的工作 量 ， 克 也
好 的 刚度与 强度 。பைடு நூலகம்
关键词 ： 斜拉桥
大跨度斜拉桥动力反应分析
３ 军 山大桥 动力特性分析
参 照 前人 做 法 ， 桥 采 用 双 主 梁 模 式 ， 用 空 本 利
间梁单 元 模 拟 主 梁 、 梁 和桥 塔 ， 用 索 单 元 模 拟 横 利
斜 拉索 ， 虑 斜 拉 索 的 垂 度 效 应 影 响 ， 立 斜 拉 桥 考 建 动力 分 析模 型 。 全桥 共 划 分 为 ４ ６个 节 点 ，４ ４ ７７
表 ２ 武汉军 山长江大桥前 １ ０阶频 率 及 周 期
科
学
技
术
） ． ４ 也较 高 ， 桥一 阶扭 转 对称 振 动 频率 为 ０ ６ ２ 该 ．７ ０Ｈ ， ｚ 而梁 的竖 向一 阶对称 弯 曲振动频 率 为 ０ ３９４ ．２
第 １卷 １
第２ ８期
２１年 １ ０１ ０月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ Ｌ１ Ｎ ． ８ ０ ｔ ０ １ ｏ １ ｏ ２ ｃ ．２ １
１７１ １ １ ２ １ ） ８ ７ ２ —４ ６ — ８ ５（ ０ １ ２ — ０ ０ ０
Ｓｃｅ ｃ ｃ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎｇｎ ｅ ｉ ｉ ｎ ｅ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ ｎ ｉｅ ｒｎｇ
大 ） 主塔 与主 梁 连 接 处 （ 横梁 ） 过 支 座 弹性 连 ， 下 通 接， 支座 与 主梁 为 主 从 关 系 ， 松 主 梁 ， 放 ｙ方 向约
束 和绕 ｚ轴 的转 动 约束 。主 ３ 主 ４、 ７、 ８号 墩 、 主 主
处 根 据 实 桥 支 座 情 况 （ 别 采 用 Ｇ Ｚ ０ ０ Ｘ 和 分 Ｐ ３０ Ｄ Ｇ Ｚ０ ０ Ｄ Ｐ １ ０ ０ Ｘ支 座 ） 放 松纵 桥 向 （ ， Ｘ方 向 ） 移 约束 位
斜拉桥动力性能分析
式 中 ， 为 总 刚 度 矩 阵 ； 为 总质 量 矩 阵 ； 为 自 ［ ［
振 频率 ； 为 结构 整 体节 点位移 向量 。 网 在 Ａ ＹＳ有 限元 分 析 软 件 中 ，采 用 的 是一 致 ＮＳ
别采用 两种 不 同的单元 类型进行 动力性 能的对 比研 究， 并将 结果与上 海南浦 大桥 的动力特性进行 对 比， 而得 出研究斜 从
索面 Ｐ Ｃ斜 拉 桥 ， 用 塔 墩 固结 ， 梁连 续 半 飘 浮 体 采 主 系 。 索塔 横 桥 向呈“ 形 ， ５ ． 主 梁 为 双 主肋 Ｈ” 高 ２７ ｍ； 断面 ， 高 １ ｍ， 宽 ２ 桥 面 宽 ２ ． 斜 拉 索采 梁 ． 肋 ７ ｍ， ８９ ｍ； 用 ７ ｍｍ 高 强 低 松 弛 镀 锌 平 行 钢 丝 拉 索 ， 呈扇 形 布 置 ， 上 索距 ６３ 共 ３ 梁 ．ｍ， ６根 。 结 构 简 图见 图 １ 其 。
［ ｅ ｏ ｄ ］ ａ ｌ ｔ ｅ ｂ ｄ ｅ ｄ ａ ｉ ａ ａｙ ｉ Ａ ＹＳ Ｋ ｙ ｒｓ ｃ ｂｅａ ｄ ｒ ｇ ｙ ｍ ｃ ｌ ｓ ＮＳ ｗ －ｙ ｉ ｎ ｎ ｓ：
１ 工 程 概 况
石 家 庄 仓 安 路 高 架 桥 工 程 位 于 石 家 庄 城 市 核 心 区 南侧 ， 起 维 明大 街 ， 至 平 安大 街 。与辟 通 后 西 东 的槐 南 路一 起 形 成 石 家 庄 市 东 西 向的 一 条 主干 道 ， 也 是 石家 庄 市 总 体 规 划 中 的“ 四横 ” 一 ， 河 北 省 之 为 第 一 座 斜拉 桥 。 该桥 为 ５ｍ＋ ２ｍ＋ ５ 双 塔双 空 间 ５ １５ ５ｍ
拉桥 动力特性 时应 选择 能准确 反 映实 际构 件 性质 的单 元类 型， 且最好 建立全桥模型 来模拟 实际桥 梁结构 的结论 。 【 关键词】 斜拉 桥； 动力特性分析 ；Ｎ Ｙ ＡＳＳ
H型独塔双索面大跨度斜拉桥抗震性能研究
H型独塔双索面大跨度斜拉桥抗震性能研究H型独塔双索面大跨度斜拉桥抗震性能研究引言：近年来，随着交通网络的不断发展和人口的聚集，大跨度斜拉桥的建设需求不断增加。
抗震性能是大跨度斜拉桥施工和使用过程中的一个重要问题。
H型独塔双索面大跨度斜拉桥由于其独特的结构形式，在抗震性能方面具有独特的优势。
本文将对H型独塔双索面大跨度斜拉桥的抗震性能进行研究，以期为这类桥梁的设计和实施提供参考和借鉴。
一、H型独塔双索面大跨度斜拉桥的概述H型独塔双索面大跨度斜拉桥是一类特殊的斜拉桥。
其特点是主塔高度相对较低，横向和纵向索面呈现双面布置。
这种结构形式使得桥梁整体更加牢固和稳定。
在设计过程中，主塔和吊杆的选材和施工工艺也至关重要。
二、H型独塔双索面大跨度斜拉桥的抗震性能理论分析抗震性能是衡量桥梁质量的重要指标之一。
通过对H型独塔双索面大跨度斜拉桥的理论分析，可以评估其在地震作用下的性能。
1. 桥梁结构的刚度分析在地震作用下，桥梁的刚度对其抗震性能起着重要的作用。
H 型独塔双索面大跨度斜拉桥的双面索面布置使其具有更高的刚度，能够有效减小地震荷载对桥梁的影响。
2. 主塔的抗震设计主塔是整个桥梁结构的支撑点，其抗震设计对桥梁的抗震性能有着重要影响。
在设计过程中，应采用合适的抗震措施，如增加主塔的厚度和加筋等，以增强主塔的抗震性能。
3. 吊杆的选材和施工工艺吊杆是桥梁中起到连接主塔和索面的作用，因此其选材和施工工艺也对桥梁的抗震性能起到重要作用。
应选择高强度材料，并严格控制吊杆的安装质量，以确保桥梁在地震作用下的稳定性。
三、H型独塔双索面大跨度斜拉桥的抗震性能实验研究理论分析只能提供一定程度的参考，为了更准确地评估H型独塔双索面大跨度斜拉桥的抗震性能，需要进行实验研究。
1. 桥梁振动台试验通过在振动台上对桥梁模型进行振动试验，可以模拟地震作用下的桥梁结构响应，评估桥梁的抗震性能。
2. 数值仿真模拟利用有限元分析软件对H型独塔双索面大跨度斜拉桥进行数值仿真模拟，通过对桥梁结构在地震作用下的响应进行分析，评估其抗震性能。
超大跨度斜拉桥空气动力稳定性研究
Bridge Engineering
超大跨度斜拉桥空气动力稳定性研究
孙 海 凌 ，吴 俊 钰
(义 乌 市 城 市 规 划 设 计 研 究 院 ，浙 江 义 乌 322000)
摘 要 ：空 气 动 力 稳 定 性 （颤 振 稳 定 性 )是 超 大 跨 度 斜 拉 桥 研 究 和 设 计 时 需 要 特 别 注 意 的 问 题 。对 主 跨 1 400 m 的 超 大 跨
1- S 1- AS 1- S 1-A S 1-S 1- AS
62.8 m/s〇
从以上数据可以看出：
1)
通过规范估算的颤振临界风速对采用有限元程
序 计 算 的 颤 振 临 界 风 速 进 行 验 证 ，可 以 确 定 通 过 有 限
元 程 序 计 算 得 到 的 颤 振 临 界 风 速 是 准 确 的 ，同时说明
析 ，所得的自振频率如表1 所示。
78.5 m/s;3。初始风攻角下 i/m d a t /w O /ZxO.Sxl 12.13=
表 1 斜拉桥的自振频率
振型 竖弯 侧弯 扭转
自 振 频 率 /H z
0.182 2 0.211 7 0.057 1 0.166 6 0.416 9 0.549 1
振型形状
表2
初始风攻角/(°) 0 +3 -3
颤振临界风速 颤 振 临 界 风 速 /(m/s)
111.8(117.9) 97.3 120.9
2 . 2 超大跨度斜拉桥颤振稳定性的设计参数影响分析
根据《公路桥梁抗风设计规范》对颤振临界风速进
采 用 MIDAS/Civil对斜拉桥进行结构动力特性分 行估 算 ，得 到 0°初始风攻角下义=%仏=〇.7乂丨12.13 =
大跨度公铁两用斜拉桥动力特性分析
路 桥 面 板 厚 １ｒ ；铁 路 桥 面 沿 桥 面 宽 设 置 ４ ２ｍ ａ 根 纵 梁 ，铁 路 纵 梁 高 １６ ，每 １ｍ设 置 一 根 ．ｍ ２ 横 梁 ，铁 路 横 梁 高 ２ ０ ，每 一 节 间 设 ３个 横 ．ｍ 隔板 ，高 １２ ， 铁 路 桥 面 板 厚 １ｒ 。桥 塔 ．ｍ ６ｍ ａ 采 用 Ｈ形 ， 塔 两 侧 各 设 置 一 根 弹 性 水 平 索 ， 桥
公 铁 两 用 斜 拉 桥 ，应 通 过 车 桥 动 力 分 析 和 必
及 计 算 手 段 的提 高 ，大 跨 度 斜 拉 桥 在 公 路 、 市 政建 设 中得 到 迅 速 发 展 。 由于 铁 路 荷 载 比 较 大 ， 列 车 行 车 的 舒 适 性 与 安 全 性 要 求 较 高 ，且 斜 拉 桥 本 身 属 于 柔 性 结 构 ，列车 荷 载 作 用 下 的 挠 跨 比一 般 满 足 不 了 现 行 桥 梁 规 范 中对 桥 梁 竖 向横 向 刚 度 的 要 求 ，尤 其 是 用 于 高 速 铁 路 线 上 的斜 拉 桥 ，往 往 是 桥 梁 的刚 度 控 制 设 计 ，这 就 要 求 其 主 梁 一 方 面 要 具 有 足 够 的 重 力 ，便 于 使 斜 拉 索 在 成 桥 阶 段 保 持 足 够 大 的 恒 载 张 拉 力 ，形 成 具 有 重 力 刚度 较 大 的斜 缆 索 承 重 体 系 ，减 小 其 在 活 载 作 用 下
分析 。
般 持 谨 慎 的态 度 。尽 管 目前 世 界 上 已建 成
的斜 拉 桥 已达 ４ ０余 座 ，但 是 ，公 铁 两 用 斜 ０ 拉桥 只有 １ ０座 Ｉ。 ｌ Ｉ
பைடு நூலகம்
各 国桥 梁 规 范 对 桥 梁 的 竖 向横 向 刚度 限
某超大跨度斜拉桥动力特性分析
（ 重庆大学土木工程学 院， 重庆 ４ ０ ４ ） ００ ５
摘
要 ： 了研 究某超大跨度半漂浮体 系斜拉桥 的动力特性 ， 为 应用有 限元软件 Ａ Ｓ Ｓ对该斜拉桥建立 了空间有 ＮＹ
限元 模 型 ， 采用 子 空 间迭 代 法 对 该桥 模 型 的模 态进 行 求 解 ， 到 该斜 拉桥 的 自振 频 率 和振 型。 得 分析 结 果 显 示该 超
（ｃｏｌｆ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇＣ ｏｇｉｇ ｎｖｒｔ，ｈ ｎｑｎ ００ ５ Ｃ ｉａ Ｓｈ ｏｏ ｖ ｇｎｅ ｎ ，ｈ ｎｑｎ ｉｅ ｉ Ｃ ｏｇ ｉ ４ ０ ４ ， ｈ ） Ｃ ｉＥ ｉ Ｕ ｓｙ ｇ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｒ ｅ ｔ ｄ ｈ ｙ ａ ｃｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓｏ ｕ ｅ － ｎ －ｐ ｎ ｃ ｂ ｅ ｓ ｙ ｄ ｂ ｄ ｅ ｗ ｉｈ ｉ ｓ ｍｉ ｏ ｔ ｇ ｓ ｒ ｃ ：ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｓｕ ｙ ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｈ ｒｃ ｅ ｓｉ ｆａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｇ ｓ ａ ａ ｌ —ｔ ｅ ｒ ｇ ｈ ｃ ｓ ｅ － ａｉ ｏ ｉ ｃ ・ ｌ ・ａ ｉ ｌ ｆ ｎ
斜 拉 桥 因其 具 有 跨 越 能 力大 、 结构 轻 巧 、 型 造 美 观 等优 点 ． 近些 年 来 获得 了 飞速 发展 ． 为 现 代 成 桥 梁工 程 中最 具有竞 争 力 的桥 型之 一 ， 其 是在 跨 尤 海跨 江交通 工程 中具有 显著 的优势 。随着斜 拉桥 跨 度 的不 断增 大 ． 其结 构 刚度 越来 越小 ． 车辆 荷 载 、 在 风 荷 载和地 震荷 载作 用 下 ． 可能 引起 桥梁 结 构产 生 局部疲 劳损 伤 ，或会 影 响桥 上行 车舒 适 和安 全 ， 甚 至使桥 梁结 构破 坏 。 因此 ， 大跨 度 斜拉 桥 的动 力 超 特性 和结构 性能分 析就 显得尤 为重要 ［ ］
双索面大跨度斜拉桥空间动力分析
０ 引言
斜拉桥结 构轻 巧柔 细 ， 在车辆运行 、 震和风力作 用下 ， 然 地 必
元模拟 ， 索塔横梁采用 两个 刚性单元 模拟 ； ） ３ 移动 载荷取 为单个 正 弦常力情况 ； ） ４ 风载 荷取 为横 桥 向全 截 面作用 的 常振 幅正 弦
１ 计算 模型及 其假 定
１ １ 结 构 模 型 ．
国内某特大跨径双塔双索面斜拉桥 ， 其主跨跨长 ３０ｍ， 长 ６ 边跨 １４ｍ， ７ 桥宽为 ２ 桥塔为倒 Ｙ形钢筋混凝土桥塔， ８ｍ； 塔高 １２ｍ， ６ 其 中主塔的连接横梁长 ３ 塔 的倒 Ｙ分叉点距桥面为 ６ 塔底 ０ｍ， ０ｍ，
在整 个结 构上每点风载荷都 是同相位 的。风力方 向垂直 于主 会引起种种振动现象。一般讲 ， 对斜拉桥进 行动力分析有 三方面 力 ， 梁， 且平 行 于桥 面 ， 最大 风压 大小取 为 ４０ ０Ｎ／ 即 Ｐ＝５ ．ｎ ０ ｍ， ０ｓ ｉ 内容 ：） １ 抗风 ；） 地震 ； ） 除行车行 人 的不 适感 。因此 ， 斜 ２抗 ３消 对 １ ５ ） 主梁 实际高度 为 ３ｍ；） ５ 地震载荷取横桥 向和纵桥 向双向 拉桥 ， 特别是对 大跨 度斜 拉桥 进行 固有振 动分 析 和动力 反应 分 （ ． ｔ ， 析， 掌握其动力特性是十分必要 的。而斜拉 桥的动力分析 也有平 作用 的情况 ， 采用瞬态动力分 析的方法求解 ， 不考虑阻尼地震波 ， ６本 面和空间问题之分。对 于空间对 称载荷 作用 的结构 也可 以转 化 采用桥梁地震反应分析数据 ； ） 文 中考虑三 种载荷耦合作 用于 有预应力 的结构上 的情况 ； ） ７ 瞬态动 力分析需 要先 分步写激励数 为平面问题来计算。对 于单 索面斜拉桥 ， 它可以直接在平 面模型 据文件步 ， 如果有 Ｎ 个载荷子 步 ， 么就需 要写 Ｎ 个载 荷文件。 那 中计算 ， 是对于双索面问题 ， 别是空间扭转 问题 ， 但 特 只有在空间 这里每个子步时 间间隔 ０ １ ， ． 全桥长 ６ ６ｍ， Ｓ ９ 速度 ６ ｓ相当于 ０ｍ／（ 模型 中计算才能够更好 地反 映其真 实 的受 力状况 。本 文 以某 特 ２ ６ｋ ｈ ， １ ｍ／ ）沿桥纵向共 １６个单元 ，１ １ １７个节点 ， 每个单元长 ６ ｍ， 大跨径双 塔双索面斜拉 桥为背景 ， 分析空 间斜拉桥结构在 移动载 总计将计算 １７步；） １ ８瞬态分析将使重力场失效。 荷激励 、 风致激励和地震激励下的动力响应。
09-双塔双索面斜拉桥动力特性分析
间距为 4m，连接梁肋和行车道板使之成为整 体，桥面总宽 22m。主塔为花瓶形，墩塔全高 179.82m。
3 有限元模型的建立
3.1 动力特性分析的有限元模拟 建立科学、合理的有限元数学模型对全桥 的空间结构分析计算至关重要，分析的准确与 否很大程度上取决于模型建立的好坏。因此在 建模过程中，主要考虑以下几个方面的原则： ①结构形状 ( 包括构件的长度、宽度、厚 度等 ) 变化的要求； ②材料特征 ( 模量、容重、泊松比、热膨 胀系数等 ) 变化的要求； ③连接单元特性 ( 包括支座、阻尼限位装 置等 ) 变化的要求； ④桥面系恒载、汽车活载作用模拟的要求； ⑤问题求解计算精度的要求； ⑥求解过程中不出现病态问题的要求； ⑦既有桥梁材料等随时间及其他因素影响 下的退化功能。 基 于 以 上 原 则， 本 文 采 取 有 限 元 分 析 的 思想，根据重庆涪陵石板沟长江大桥图纸，应 用大型有限元程序 MIDAS/CIVIL 所提供的前 处理模块建立了重庆涪陵石板沟长江大桥全桥 空间结构分析计算模型。模型通过把 MIDAS/ CIVIL 软件中现有的各种单元类型组合起来， 形成统一的全桥分析模型。最后根据设计要求 模拟设计荷载及其组合，进行全桥的整体计算 与分析，从而得出较为详尽、精确的结果。分 三步进行： ①塔的模拟 索塔的模拟将采用下述方法，将每根塔用 一系列三维线性梁单元来模拟，截面变化处 为梁单元的自然结点，索锚固点与梁采用刚 性连接，在实际模拟索塔单元时不宜划分过 粗，单元划分的精细决定了堆聚质量的分布、 振型的形状，更会影响到索塔的内力分布和 动力特性。
双塔双索面斜拉桥动力特性分析
Dynamic Characteristics Analysis of Twin Towers Dual Cable Plane Cable-stayed Bridge
桥梁设计动力特性
桥梁设计的动力特性分析摘要：本文以某大跨度独斜塔斜拉桥为例，应用通用有限元程序对整桥建立空间有限元模型，计算其动力特性，并结合其他同类型桥梁的理论计算和试验结果，分析了该类型桥梁的动力特性。
一、斜拉桥的结构型式斜拉桥由桥塔、斜拉索、加劲梁等主要部件组成，作用在桥面上的荷载通过斜拉索传至桥塔，继而传至地基，因而力流明确。
从力学角度，斜拉桥的桥面可视为由斜拉索弹性支承连续梁，每根斜拉索拉力的竖向分量为其提供竖向支承，水平分量在梁体内产生巨大预压力，所以斜拉索可视作体外预应力筋。
斜拉桥基本体系按力学性能可分：l 、飘浮体系在塔、墩固结时，采用这种体系能减少混凝土徐变影响，并可抗震消能，因此地震烈度较高地区可采用该体系，以提高结构固有周期。
为形成纵向能摆动的飘浮体系，拉索在立面布置应为辐射形或扇形。
通常为减小塔根处梁无索区的正弯矩，可在塔下设置竖直索（又称零号索），使得梁在该处有一弹性支承点，或在塔的下横梁设置竖向支座，以形成半飘浮体系，如南京长江二桥南汉斜拉桥就采用半飘浮体系。
为阻止飘浮体系产生过大纵向位移，可采用纵向弹性约束：在主塔两侧设置一端固定在主塔下横梁、另一端固定在主梁上的弹性拉索。
这种支承方式首次用于日本名港西大桥，白沙洲长江大桥、芜湖长江大桥也采用了这种支承方式对主梁纵向位移进行适当约束。
2、支承体系在塔、梁固结时。
桥塔处主梁下设置支座将形成全支承体系，这时支座承载能力应十分强大，一般仅用于小跨径斜拉桥。
对于大跨度斜拉桥，由于上部结构反力过大，支座构造复杂，制作困难，且动力特性欠佳，不利于抗震、抗风，故不宜采用。
3、塔、梁、墩固结体系采用这种体系，能克服上述大吨位支座的制造困难并提供稳定的施工条件，宜用于独塔斜拉桥的设计。
但其动力性能差，在窄桥情况下尤其严重。
为克服体系温度应力影响，双塔情况下，通常在中跨设挂孔或铰，但不利于养护及行车舒适性。
在边孔高度不大及不影响通航情况下，布置辅助墩对改善结构受力状态、增加施工期安全均十分有利，并可大大提高全桥刚度。
大跨径混凝土双塔双索面部分斜拉桥概念设计
第34卷第2期2018年2月科技通报BULLETIN OF SCIENCE AND TECHNOLOGYVol．34No．2Feb．2018大跨径混凝土双塔双索面部分斜拉桥概念设计何培，孙建渊（同济大学桥梁工程系，上海200092）摘要：大跨径混凝土双塔双索面部分斜拉桥设计的关键是双索面布置的箱型主梁构造及其可靠的传力构造。
以部分斜拉桥力学性能分析为依据确定结构总体布置。
通过概念设计提出了具有稳定三角边室的主梁截面构造，以适应斜拉索锚固力的局部作用。
主墩区域变高度主梁采用“脊骨”型纵向立面构造，以达到线形的平顺及美观。
为满足主梁整体受力及局部传力，提出了多向预应力尤其是“弓形”预应力束的布置方案，并优化分析确定了在有索区主梁三角边室内设置加劲肋以替代整体横隔板的横向传力构造。
关键词：三角边室；“脊骨”型主梁；“弓形”预应力；加劲肋中图分类号：U442.5文献标识码：A文章编号：1001－7119（2018）02－0220－07DOI ：10.13774/j．cnki．kjtb．2018.02.050Conceptual Design of Large-span Concrete Extra-dosed Cable-stayedBridge with Double Pylons and Double Cable PlanesHe Pei ，Sun Jianyuan（Department of Bridge Engineering ，Tongji University ，Shanghai 200092，China ）Abstract ：Box main girder structure with double cable planes and corresponding reliable transmission force structure are cruxes in the conceptual design of large-span concrete extra-dosed cable-stayed bridgewith double pylons and double cable planes．General layout of extra －dosed cable-stayed bridge is determined on the basis of mechanical property analysis．Main girder cross section form with triangle side room is proposed according to conceptual design to meet local action of stay cables anchoring force．Chine －shape longitudinal facade structure is adopted in varied height main girder of main pier area to achieve line shape smoothness and appearance elegance．To satisfy main girder overall stress and local force transmission ，multi-direction prestress especially bow-shape prestressing tendons arrangement scheme is proposed and transverse transmission force structure in cable area is optimally analyzed and determined where stiffener arranged in triangle side room is substituted for integral diaphragm．Keywords ：triangle side room ；chine-shape main girder ；bow-shape prestressing tendon ；stiffener 收稿日期：2017－03－06作者简介：何培（1992－），男，硕士研究生，研究方向：预应力混凝土桥梁结构体系。
大跨度叠合梁斜拉桥动力特性分析
Ｄｙ ａ ｉ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓ ｏ ｂ ｅ Ｓ ａ ｅ ｉ ｇ ｔ ｎ ｐ ｎ ａ ｄ ｎ ｍ ｃ Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆＣａ ｌ － ｔ ｙ ｄ Ｂｒｄ ｅ ｗｉ Ｌｏ ｇ Ｓ ａ ｎ ｈ Ｃｏ ｐ ｓｔ ａ ｍ ｏ ｉｅ Ｂｅ ｍ
『１ １１刘德 高 ． 板施 工 技术 要点 及 质量 通病 的预 防 模
．
施工 技术 ，２ １ ，（ ） ３ — ３ ． ０ ０ ６ ：３ ７ ３ ８
［］冯 成 锋 ，章伯 敏 ，叶伟 军 ，等 ． 拉 式 吊杆 多 ６ 斜
跨 连续 梁 结 构在 高镂 空 层 支模 工 程 中 的应用 『 ． Ｊ 建 ］
１ 概 述
特性分 析方 法进 行 了研 究 １ 。叠合梁 是大跨 度斜 拉 桥常用 的 一种主 梁形式 ．它的经 济性好 ，施 工周 期 短 ，在 国内斜拉 桥建设 中得 到 了广 泛应 用 ，已建 成
『０ １ ］黄 亮 ． 工程 施 １ 中高支 模 技 术 的应 用 【 ． 材 二 Ｊ 建 】 技术 与应 用 ，２ １ ，（ ） ７ ２ ． ０ ０ ９ ：２ — ８
结 构动力 特性 分析 是大跨 度斜 拉桥 抗风 、抗震 研 究 的前 提 ，一些 研究 者对 不 同形 式斜 拉桥 的动 力
［］张汉 卿 ，王 曦 晗． 议 混 凝 土模 板 结 构 体 系 的 ４ 小
设 计 与施工 ［． Ｊ 民营科 技 ，２ １ ，（ ） ４ ． ］ ０ １ ６ ：２ ３ ［］程华 安 ． 浇楼 梯 清 水 混 凝 土模 板 设 计 与 施 工 ５ 现 ［． Ｊ 山西建 筑 ，２ １ ，（ ） ３ — ３ ． 】 ０ ０ ６ ：１ ３ １４
大跨度斜拉桥动力分析与实验斜拉桥的构造特点
2019年10月17日
李亚东：斜拉桥
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4、斜拉索与混凝土梁的锚固型式
2019年10月17日
李亚东：斜拉桥
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1、主梁截面三、斜拉桥的构造特点
主梁截面形式－与所用材料 及索面的布置位置有关
预应力混凝土斜拉桥常用截 板面 式
分离式双箱
半封闭箱形 c)的改进式
闭合箱形
c)的改进式
双主梁形
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李亚东：斜拉桥
倒三角形 斯卡恩圣特
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钢梁横截面实例
东营黄河大桥
诺曼底大桥 多多罗大桥
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高强粗钢筋索－国内应用 较少
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李亚东：斜拉桥
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斜拉索的构造及防护（续）
拉索的防护－提高拉索的耐久性，增 长使用寿命，减少养护工作
钢丝的防护－涂防锈底漆，电泳涂漆 或镀锌，或环氧涂层
拉索的防护－柔性索套，半刚性索套 和刚性索套 柔性索套：1、封闭索防护，制 作麻烦，费用高；2、平行索用 塑料罩套（聚乙烯材料）防护， 1980年前后试用的方法，现已 不用；3、平行索采用聚乙烯管， 在管内压注水泥浆或树脂等， 需要压浆设备；4、平行索热挤 PE套防护，广泛采用；5、钢绞 线索内用PE套管（对每股钢绞 线），外用聚乙烯硬管 半刚性索套和刚性索套：套管 用钢筋混凝土、预应力混凝土 或钢管作成，可以增大刚度， 减小挠度，但施工较复杂，索 套迎风面积大（对抗风不利）
沿索爬升功能 缆索检测功能 缆索清洗功能
上海交大97年试研制
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李亚东：斜拉桥
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3、锚具：平行钢丝索
HiAm锚头
DINA（冷铸镦头）锚
大跨度双塔双索面斜拉桥索塔下横梁支架施工设计与受力分析
大跨度双塔双索面斜拉桥索塔下横梁支架施工设计与受力分析摘要：索塔下横梁是桥塔体系的主要受力结构，下横梁支架设计直接影响横梁施工质量，因此下横梁支架设计对桥塔整体受力体系有举足轻重的作用。
本文以赤水河大桥索塔下横梁支架工程为背景，分析下横梁施工方案，并结合工程实际确定支架设计，并采用Midas civil进行建模分析，研究支架整体稳定性与各构件受力性能。
分析结果表明：采用钢管支架法可保证横梁施工质量，确保桥塔受力体系的整体性；支架最大挠度为10.93mm，且支架临界荷载系数为19.47＞10，满足稳定性要求；支架各构件变形协调且受力合理，均满足设计要求。
关键词：下横梁施工；支架设计；受力分析；支架施工0引言双塔双索面组合斜拉桥具有桥梁跨度大、受力性能好等优点，在桥梁施工领域应用广泛[1-2]。
索塔作为斜拉桥中重要构件，承受斜拉索的拉力以及桥面板荷载，并通过基础传入地基。
索塔下横梁作为塔柱的主要受力部位，结构形式复杂，其施工设计质量的好坏直接影响斜拉桥整体受力，在索塔设计与施工中至关重要[3-4]。
大量学者针对斜拉桥索塔下横梁施工进行了研究。
周乐木[5]等针对下横梁与塔柱施工技术进行研究，提出在下横梁合龙前，采用低温多点顶推法可确保塔柱整体受力性能。
贺鹏[6]等分析了超高桥塔施工设计方案，研究了桥塔混凝土的开裂病害，发现掺入特殊纤维的混凝土可有效地减小开裂风险。
封江东[7]等针对下横梁施工方案进行研究，并采用Midas civil模拟分析，认为分层浇筑法更利于减小施工风险。
方博夫[8]分析了塔梁同步、异步施工优缺点，并结合实际工程提出相应的施工方案。
杨智文[9]等采用Ansys与Midas对桥塔施工与下横梁施工进行研究，认为横梁预应力筋的张拉，有利于主塔应力改善。
以上学者针对斜拉桥索塔下横梁施工进行了大量的研究，但是这些研究都以实际工程为依据，不同工程之间横梁施工以及支架设计存在差异。
因此本文以赤水河大桥工程为背景，针对下横梁支架施工设计进行研究。
大跨度混凝土斜拉桥动力分析的开题报告
大跨度混凝土斜拉桥动力分析的开题报告一、选题背景随着交通事业的发展和城市化进程的加速，大跨度混凝土斜拉桥已成为现代道路及公路建设的重要组成部分。
在结构设计的过程中，桥梁的动力特性是必须要考虑到的重要因素之一。
正是由于桥梁的动力问题，使得大跨度混凝土斜拉桥的可靠性、舒适性、安全性等方面的要求更加严格。
因此，对于大跨度混凝土斜拉桥的动力分析研究，具有重要的理论意义和应用价值。
二、研究目的本研究旨在应用先进的数值方法，对大跨度混凝土斜拉桥进行动力分析。
通过建立桥梁的有限元模型和数值计算模型，分析桥梁在不同自然频率下的动力响应特性。
进一步研究影响桥梁动力响应的因素，探索提高大跨度混凝土斜拉桥抗震性能和保证桥梁安全稳定运行的方法。
三、研究内容1.建立大跨度混凝土斜拉桥的有限元模型；2.进行模态分析，确定桥梁的自然频率和振型；3.进行动力分析，计算桥梁在不同地震动作用下的响应特性；4.研究影响桥梁动力响应的因素，探究提高桥梁抗震性能的方法。
四、研究方法本研究将采用有限元方法和数值计算方法进行大跨度混凝土斜拉桥的动力分析研究，主要包括以下步骤：1.绘制桥梁的三维模型，建立有限元模型，并进行网格划分；2.进行模态分析，求解桥梁的自然频率和振型；3.采用地震动力学理论，建立桥梁的动力计算模型，计算桥梁在地震动作用下的响应特性；4.通过对桥梁的响应特性进行分析，探究提高桥梁抗震性能的方法。
五、预期成果本研究预期可以得到大跨度混凝土斜拉桥动力分析方面的新成果，其中包括桥梁的自然频率和振型、桥梁在地震动作用下的响应规律以及影响桥梁动力响应的因素等。
同时，本研究也将为大跨度混凝土斜拉桥建设和工程实践提供科学依据和指导。
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文章编号:100926825(2008)3220304202双索面大跨度斜拉桥空间动力分析收稿日期:2008207201作者简介:马 宏(19762),男,工程师,国家开发银行陕西省分行,陕西西安 710075葛娟娟(19762),女,工程师,西安公路研究所,陕西西安 710064马 宏 葛娟娟摘 要:通过有限元建模,对某特大跨径双塔双索面斜拉桥在移动载荷激励、风致激励和地震激励下进行了空间动力分析,并给出其振动模态与激励耦合位移,建模过程与分析结果可供相关设计参考。
关键词:双索面斜拉桥,多种载荷激励,空间动力分析中图分类号:U448.27文献标识码:A0 引言斜拉桥结构轻巧柔细,在车辆运行、地震和风力作用下,必然会引起种种振动现象。
一般讲,对斜拉桥进行动力分析有三方面内容:1)抗风;2)抗地震;3)消除行车行人的不适感。
因此,对斜拉桥,特别是对大跨度斜拉桥进行固有振动分析和动力反应分析,掌握其动力特性是十分必要的。
而斜拉桥的动力分析也有平面和空间问题之分。
对于空间对称载荷作用的结构也可以转化为平面问题来计算。
对于单索面斜拉桥,它可以直接在平面模型中计算,但是对于双索面问题,特别是空间扭转问题,只有在空间模型中计算才能够更好地反映其真实的受力状况。
本文以某特大跨径双塔双索面斜拉桥为背景,分析空间斜拉桥结构在移动载荷激励、风致激励和地震激励下的动力响应。
1 计算模型及其假定1.1 结构模型国内某特大跨径双塔双索面斜拉桥,其主跨跨长360m ,边跨长174m ,桥宽为28m;桥塔为倒Y 形钢筋混凝土桥塔,塔高162m ,其中主塔的连接横梁长30m ,塔的倒Y 分叉点距桥面为60m ,塔底距桥面为30m ,塔底横桥向距离为20m ;斜索在主梁每6m 处布置一根,索塔处也布置横梁且被斜拉索吊住。
主塔从塔顶往下每隔18m 设置一个斜索张拉集中点,共分4个张拉点。
上面3个集中点每个单侧可以张拉7条索,第4个点张拉8条斜拉索,所以在单个主塔的每侧都有29条斜索,在塔上4个节点上张拉116条,还有在塔的倒Y 分叉点也张拉一条吊索,总计在塔上张拉117条。
1.2 建模假设采用大型计算分析程序ANSYS7.0进行计算,梁和塔全部使用Beam4单元,斜索用只受拉力作用的空间杆单元Link10。
采用空间鱼刺模型。
所有截面几何特性以及质量集中于桥的主梁上,横梁相对为刚性构件,只起到传递力的作用。
其他假设如下:1)主梁处于全飘状态,主梁在索塔处以及两个桥端都释放纵向约束;2)中、下塔柱使用一个梁单元模拟,上塔柱使用四个梁单元模拟,索塔横梁采用两个刚性单元模拟;3)移动载荷取为单个正弦常力情况;4)风载荷取为横桥向全截面作用的常振幅正弦力,在整个结构上每点风载荷都是同相位的。
风力方向垂直于主梁,且平行于桥面,最大风压大小取为4000N/m ,即p =50sin (1.5t ),主梁实际高度为3m ;5)地震载荷取横桥向和纵桥向双向作用的情况,采用瞬态动力分析的方法求解,不考虑阻尼地震波,采用桥梁地震反应分析数据;6)本文中考虑三种载荷耦合作用于有预应力的结构上的情况;7)瞬态动力分析需要先分步写激励数据文件步,如果有N 个载荷子步,那么就需要写N 个载荷文件。
这里每个子步时间间隔0.1s ,全桥长696m ,速度60m/s (相当于216km/h ),沿桥纵向共116个单元,117个节点,每个单元长6m ,总计将计算117步;8)瞬态分析将使重力场失效。
1.3 边界条件左桥端仅给予竖向和横向的平移自由度约束,右桥端仅给予横向的平移自由度约束,索塔底部完全约束,刚横梁在索塔处仅给予横向和竖向约束,索单元和梁单元给予完全铰约束。
2 模态与耦合位移计算2.1 模态计算前十阶频率计算值如表1所示。
表1 前十阶频率阶数频率值阶数频率值10.0964960.3363820.1260270.5059130.2706180.5129140.2714490.5284350.27188100.68576 前两阶振型模态如图1,图2所示。
2.2 激励耦合计算为了综合考虑3个方向的位移,采用U =U X 2+U Y 2+U Z 2计算总体位移变化规律。
跨中主梁节点位移计算结果如表2所示。
3 计算结果分析The design of prestressed concrete continuousT 2typed beam curved bridge of mountain highw ayK ONGLing 2feng L I Wei WU BingAbstract :The design technology of prestressed concrete continuous T 2typed beam curved bridge of mountain highway was introduced ,includ 2ing design standard ,structural design and construction design etc ,especially curve and substructure treatment on carst ,which provide refer 2ences for the similar engineering design.K ey w ords :mountain highway ,prestressed concrete ,T 2typed beam ,curved bridge ,simply supported 2to 2continuous ,structural design・403・第34卷第32期2008年11月 山西建筑SHANXI ARCHITECTURE Vol.34No.32Nov. 2008 表2 跨中主梁节点位移数据表m荷载步位移顺桥向横桥向竖桥向总体0.1 2.22E 207 4.90E 205 1.35E 2020.013460.29.76E 206 4.64E 204 4.56E 2020.0456180.3 1.06E 204 1.82E 203 4.68E 2020.0468470.4 4.87E 204 4.15E 203 4.91E 2020.0492610.5 1.26E 203 6.43E 203 4.27E 2020.0431750.6 2.23E 2037.12E 203 1.00E 2020.0124830.7 2.96E 2037.05E 203-9.81E 2030.012440.8 3.17E 2039.15E 203-4.55E 2020.0464750.9 2.86E 203 1.56E 202-6.05E 2020.0625641.1 1.77E 203 3.75E 202-5.33E 2020.0651891.2 1.39E 203 4.70E 202-2.82E 2020.0547861.3 1.10E 203 5.54E 202-4.42E 2030.0555671.48.97E 204 6.45E 202 2.83E 2020.0704671.5 1.06E 2037.73E 202 4.49E 2020.0894231.6 1.78E 2039.53E 202 4.49E 2020.1053441.7 3.19E 2030.118096 5.05E 2020.1284931.8 4.87E 2030.144212 3.58E 2020.1486671.96.34E 2030.1688611.67E 2020.169804 1)斜拉桥是个柔性结构,它的非线性也是无法回避的,特别是对于较大跨度和较小刚度的斜拉桥来说更是如此,非线性的影响可以达到20%左右。
斜拉桥的主塔和主梁是受压构件,当考虑了非线性影响后,它的刚度将减小,于是挠度也将变大,频率将变小,同时也可能会引起构件的屈服问题。
对于斜拉桥来说,它的非线性没有悬索桥那么强烈,可是有一个因素是在斜拉桥的非线性分析中必须要考虑的,那就是斜索的垂度问题。
由于斜索存在一定的垂度,故其弹性模量有所损失,现在可以用等效弹性模量来模拟实际斜索;2)斜拉桥之所以受力均匀,造价经济合理是由于它是多次超静定结构。
拉、压为主的构件将充分发挥材料的性能,这是比较理想的桥形;3)斜拉桥的结构动力响应的激励源有很多,包括风致激励、动载激励和地震激励等。
一般来说前两种激励对上部结构的影响较大,而地震激励则对下部结构的影响较大,但是上部结构的地震力对下部结构的影响也是不能忽略的,所以总体来说,对上部结构的这3种动力响应分析都是很有必要的;4)经过模态计算,观察结果可知,第一阶为主跨横向弯曲,第二阶为全桥纵向平移,第三阶～第五阶基本上是桥面载水平面内的弯曲,到了第六阶就开始变成竖向挠曲振动了。
一般来说纵飘发生在第一阶频率处,然而这里主跨横弯变成了第一阶,所以横向弯曲刚度是不够的。
总的来说纵飘处于横向和竖向运动的前面,横向运动处于竖向运动的前面,竖向挠曲刚度是三者中最小的;5)在地震激励、车辆激励和风载荷激励下得出了跨中主梁节点3个方向上随着时间变化的位移值,并计算出总体位移值。
总体位移值代表总的效应值,这个图形没有相位特性,但是它反映了节点总体位移大小随时间变化的情况。
4 结语从以上分析论述及实例计算可以看出,本文对大跨度双塔双索面斜拉桥进行空间动力分析的方法是可行的,并且能真实反映出空间斜拉桥结构在移动载荷激励、风致激励和地震激励下的动力响应结果。
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