斜拉—悬吊协作体系桥动力响应分析

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斜拉-连续刚构组合梁桥车-桥耦合动力响应分析

斜拉-连续刚构组合梁桥车-桥耦合动力响应分析
第1 0卷
第 2期
铁 道 科 学 与 工 程 学 报
J OURN AL OF RAl L W AY S CI E NCE AND E NGI NEERI NG
VO I . 1 0 NO . 2 Ap r .2 0斜 拉 一连 续 刚构 组 合 梁 桥 车 一桥 耦 合 动 力 响应 分 析
YI N Ba n g wu,MI AO Yo n g k a ng, GUO Xi a n g r o n g
( S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g , C e n t r a l S o u t h U n i v e r s i t y , C h a n g s h a 4 1 0 0 7 5 , C h i n a )
s t a b i l i t y o f d y n a mi c c h a r a c t e i r s t i c s , e t c . , me a n wh i l e, t h e c h a n g e r u l e o f b r i d g e r e s p o n s e a t d i f f e r e n t s p e e d s wa s s t u d i e d . T h e r e s u l t s c a n p r o v i d e a r e f e r e n c e t o c o r r e l a t e d b i r d g e s or f e v a l u a t i o n a n d a n a l y s i s . Ke y wo r d s : c a b l e—s t a y e d a n d c o n t i n u o u s i r g i d—f r a me c o mp o s i t e b e a m b id r g e;v i b r a t i o n c h a r a c t e i r s t i c s ;v e h i -

大跨径斜拉桥动力特性分析

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

斜拉索桥模态分析

斜拉索桥模态分析

斜拉索桥模态分析斜拉索桥是一种特殊结构的桥梁,其主要载荷是通过斜拉索来分担的。

斜拉索桥模态分析是指对斜拉索桥进行结构动力学分析,确定其固有频率、振型及振动特性的过程。

模态分析对于评估斜拉索桥的振动稳定性和结构健康状况具有重要意义。

斜拉索桥的模态分析主要包括以下几个方面:1.振动模态:斜拉索桥在振动过程中以不同的方式和频率振动,这些特定的振动方式称为振动模态。

模态分析可以求解斜拉索桥的多个振动模态,并得到其对应的频率和振型。

这些信息可以用于评估结构的振动响应、优化斜拉索的设计和预测结构的动力响应。

2.固有频率:斜拉索桥的固有频率是指结构自由振动时达到的频率。

固有频率是斜拉索桥动力特性的重要参数,对于评估结构的抗风、抗震性能非常重要。

通过模态分析可以得到斜拉索桥的固有频率,在结构设计和性能评估中起到重要的作用。

3.振动模态及振型:斜拉索桥的振动模态是指在特定频率下结构振动的模态方法。

通过模态分析可以求解斜拉索桥的振动模态,得到相应的振型。

振型是描述结构在各个振动主模态下的振动形态。

通过研究不同振型,可以了解斜拉索桥的振动特性和可能存在的问题。

4.结构稳定性评估:模态分析还可以用于评估斜拉索桥的稳定性。

斜拉索桥在危险的稳定荷载作用下的振动情况需要特别关注。

通过模态分析可以了解斜拉索桥在不同荷载下的振动特性,判断结构的稳定性,并进行必要的结构调整和优化。

斜拉索桥模态分析的方法主要包括有限元模态分析和试验测量分析两类。

有限元模态分析是通过建立斜拉索桥的有限元模型,并进行数值计算得到结构的固有频率和振型。

试验测量分析是通过在实际斜拉索桥上进行振动测试,使用各类传感器测量得到的数据进行分析,得出结构的振动模态及振型。

总之,斜拉索桥模态分析是对斜拉索桥进行结构动力学分析,通过求解结构的振动模态,确定固有频率、振型和振动特性,评估斜拉索桥的振动稳定性和结构健康状况,为优化设计和评估结构性能提供重要依据。

以移动荷载瞬态动力响应分析某斜拉桥的动力特性

以移动荷载瞬态动力响应分析某斜拉桥的动力特性

性 具 有 十 分 重 要 的现 实 意 义

桥 面 上 Βιβλιοθήκη 力也 有 该斜一定 的波 动 ; 实 际 的桥 面 不 平 整

程 实例

引 起 车 辆 跳 动 引 起 冲击 作 用

所 选 背 景 工 程 为某 单塔 双 索面 斜 拉桥
、 、 、
经 分析 该独塔斜拉桥 的

阶 纵 向漂 浮 频 率 2
速 ; 为 (+ ) t 2 i1 单元 长度/ 车速 。
动 力 时 程 分 析 结 果
本 文 以某斜 拉 桥 为 背景 ,
以 大 型 桥 梁 通 用 软 件 Mia/ ds
Cvl 立 实 桥仿 真 分 析 模 型 。 i 建 i
其 中 , 、 、 采用 梁单 元 , 塔 墩 梁 斜 拉索 采用 索单元 。全桥离 散 为
本文 采用在


理 想 移动 荷 载过 桥 时 的 瞬态 动力 响应 分析 来模 拟
以 往 公 路 桥 梁 的车辆 振 动研 究 主 要 是 针 对 梁

式桥

而 对 于 斜 拉 桥 在 汽 车荷 载 下 的 动力 作 用 研
移 动 荷 载 的模 拟 由于 车辆 荷 载作 用 在 节
点 时是 个 瞬 间作用 后 随 即 消
t

主桥平面示 意
2

其中

i
车 单 元 长 度/
维普资讯
垫墨塑 技 与 用 _ 木 应
KN
车 速下 的变形 和 内力 响应 。 结果 见表 1 表 2 由表 、 。
己0 0
1 见, 可 当车 辆 以一定 的速度 过桥 时 , 度越 大 动 速 力 效应 也越 大 ; 由表 2可知 , 同一 个位 置 在不 同车 速 下 的最 大变形 响应 与最 大 内力响应 不一 定 同时

斜拉-悬吊协作体系桥梁维修加固中斜拉索更换

斜拉-悬吊协作体系桥梁维修加固中斜拉索更换

斜拉-悬吊协作体系桥梁维修加固中斜拉索更换杨博;张明闪【摘要】以贵遵公路乌江大桥为背景,介绍了该桥维修加固中斜拉索更换的原则与顺序,从施工准备、旧索拆除、钢绞线穿束和张拉、全桥索力调整等方面,阐述了斜拉索更换的操作要点,为同类工程施工积累了经验。

%abstract:Taking Wujiang Bridge along Guizhou-Zunyi Road as the example,the paper introduces the principle and sequence for the cable-stayed alteration in the maintenance and reinforcement of the bridge,and illustrates the operation for the cable-stayed bridge alteration from the construc-tion preparation,demolition of former cables,steel strand binding and tension,bridge cable stress adjustment,so as to accumulate the experience for similar projects.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)014【总页数】2页(P151-152)【关键词】桥梁结构;斜拉索;钢绞线;换索施工【作者】杨博;张明闪【作者单位】中交第二公路工程局有限公司,陕西西安 710000;中交第二公路工程局有限公司,陕西西安 710000【正文语种】中文【中图分类】U445.72贵遵公路乌江大桥是我国修建的首座斜拉—悬吊协作体系桥,该桥1997年年底建成通车。

通过近20年的运行发现,有桥梁刚度不足的缺陷,且斜拉索由于材质和防护的原因,已经面临更换。

斜拉-悬索协作体系桥合理成桥状态的确定

斜拉-悬索协作体系桥合理成桥状态的确定
斜拉一 悬索协作体 系桥 合理成桥状态 的确定
Th e S t ud y o n t h e Re a s o n a b l e F i n i s h e d S t a t e o f t he La r g e — — s p a n Ca b l e — — s t a y e d — — s us p e n s i o n Br i d g e s
一 一 一 一 ~ ~ ~ 一 ~ ~ 一 ~ 一
内。
在成桥状态下 , 加劲梁 的恒载 弯矩要控 制在 “ 可行域” 范 围
( 4 ) 主塔 弯矩
对于 自锚式斜拉一悬索协作体系桥来说 , 应该使 主塔在恒 载作用下 的弯矩尽量小 , 并且使塔 顶水 平变位 接近于 零。
二. 斜拉・愚素协作体系桥合理成桥状态确定的算法
参 数 方程 法 、 节线法等。
2斜拉一悬 索协作体 系桥合理成桥状态 的确定原则
( 1 ) 斜 拉 部 分 索 力 分 布
很 少 。本 文 结合 A NS YS的优 化 模 块 . 对 斜 拉一 悬 索协 作 体 系
索力要分 布均 匀 , 但又有较大的灵活性。通常短 索的索力
小, 长索 的索力大 , 呈递增趋势 , 但 局 部 地 方 应 允 许 索 力 有 突 变。 ( 2) 主 缆 线 形
5 6
的确 定是 设 计 中要 解 决 的一 个 重 要 的 结 构 受 力 问 题 . 目前 针 对 斜 拉 桥 和 悬 索桥 成 桥 状 态 的 确 定 方 法 已 经 比 较 成 熟 .但 关
于斜 拉 一 悬 索协 作 体 系这 种 新 桥 型 的 成 桥 状 态 的 确 定 方 法 还
小法 、 用索量最小法和影响矩 阵法等。 悬索桥成桥状 态确定 的主要 方法有 : 抛 物线法、 悬链线法 、

大跨自锚式斜拉-悬索协作体系桥地震响应及减震控制分析研究

大跨自锚式斜拉-悬索协作体系桥地震响应及减震控制分析研究

算 自锚式 斜拉 悬 索协作 体 系桥 的动 力特 性.
自锚 式 悬 索桥 动 力特 性 分 析
1 1 空 间 有 限 元 模 型 .
图 1 大 连 海 湾 大 桥 空 间 有 限 兀 模 型
1 2 动 力特 性计 算 结果 .
对于 几何 非 线 性效 应 突 出的 大 跨度 悬 索 桥 , 索 的初始 应力 对 桥 梁 的 平衡 构 形 有 很 大 的影 响 ,
Ks
忽 略 由 于支 承 运 动 速 度 x 产 生 的 阻 尼力 , 式 ( ) 简化 为 1可
^ X C X + K = + .

型 , 以预测在 动力荷 载 作用下 , 可 该结 构体 系 的许 多振 型都 可能被 激发 . 桥梁 的频谱 分 布 密 集 , 索 的振 型 所 占数 量 缆
的实测 阻 尼 比多为 0 5 ~1 5 . 照文 献 [ ] . . 参 6,
取 阻尼 比 为 1 0/ 由于 《 路 工 程 抗 震 设 计 规 . . 9 6 公
否则导 致结 果不 够 精 确. 建议 在 动力 响 应 分 析 时 要多选 取 一些振 型.
范 》 于 0 1 S的谱 值 空缺 , 际计 算 时参 照《 小 . 实 建 筑抗 震设 计规 范 》 标准 反应谱 进行 适 当调整 , 对 将
款 , 《 筑抗 震设 计 规 范 》 GB 5 0 1 2 0 ) 但 建 ( 0 1 — 0 1 、
欧洲 规 范 E OC DE UR O 8均规 定 总 振 型 贡献 率 应
地 震加 速度 峰值 为 0 1 . 于 该桥 是 大 连港 跨 . 0g 鉴
海 通道 上 的主航道 桥 , 有 十分重 要 的政 治 、 具 经济

斜拉桥与悬索桥性能对比分析

斜拉桥与悬索桥性能对比分析
斜拉桥结构计算的原则是:
(1)对于一般跨径的混凝土斜拉桥结构计算,可按经典结构力学或有限元方法计算;
(2)对于跨径较大的斜拉桥,应计入结构几何非线性及材料非线性对结构的影响;
(3)斜拉桥为空间结构体系,在静力分析时可将空间结构简化为平面结构进行计算,动力分析应按空间结构计算;
(4)在结构计算中,必须计入拉索垂度对结构的非线性影响,可源自用拉索换算弹性模量的方法计入其影响;
几点增加风动力稳定性的措施:
1.梁的宽高比B/h要大于6,最好在6~10之间;
2.迎风面做成流线形;
3.可用横向放置的 形人行道板之类来形成导流器,以减少桥面局部真空;
4.尽可能使两索面拉开,以增加抗扭刚度,用三角形索面效果最好;
5.结构体系选用密索体系的连续梁;
6.减小索距
结语
通过以上的特点对比可以很清晰的看到悬索桥与斜拉桥的结构特点、受力特点、适用范围,再次的基础上要更注意二者之间的区别:1、两者的刚度差别很大;2、前者主梁受很大的水平分力而成为偏心受压构件,后者加劲梁不承受轴向力;3、前者课通过调整索力调整内力分布,后者不可;4、前者可通过斜拉索初张力、间距和数量的改变来改变刚度,后者不可。因此在设计选择桥梁类型时,要充分考虑桥梁的性能,选出最经济合理的设计方案。
四、风振问题及抗风措施
特点:
(1)一般的中、小跨径桥梁风作为静力计算,对风荷载也化为静力处理。
(2)大跨径桥梁中,除了考虑风的静力作用外,还必须考虑风的动力作用。
(3)桥梁的风振包括两大类,
(4)一类是当自然风达到某一临界值时,桥梁振幅不断增大直至结构损坏的自激振动,它是一种发散振动;
(5)另一类是限幅振动,它所引起的振幅有限,不会发散,但在低风速下经常发生。对桥梁危害最大的就是自激发散振动。

桥梁结构的地震动力响应分析与结构加固方法

桥梁结构的地震动力响应分析与结构加固方法

桥梁结构的地震动力响应分析与结构加固方法地震是一种自然灾害,常常给桥梁结构带来巨大的破坏。

为了确保桥梁结构的安全性和可靠性,在设计和施工过程中,必须进行地震动力响应分析,并采取适当的结构加固方法。

本文将对桥梁结构的地震动力响应分析与结构加固方法进行探讨。

一、地震动力响应分析地震动力响应分析旨在评估桥梁结构在地震作用下的动力反应,包括位移、加速度和应力等。

通过地震动力响应分析,可以预测桥梁结构在地震中的响应情况,为结构的加固设计提供依据。

在地震动力响应分析中,常用的方法包括等效静力法、地震动力时程分析法和地震反应谱分析法。

等效静力法是一种简化的方法,通过将地震力转化为等效静力,从而进行结构的响应计算。

地震动力时程分析法则是通过数值模型,在给定的地震波动输入下,计算出结构的动力响应。

地震反应谱分析法则是通过将地震波动转换为反应谱,从而评估结构的地震响应。

二、结构加固方法针对桥梁结构的地震动力响应,常采取以下几种结构加固方法,以提高结构的抗震性能:1. 增加结构的刚度:通过加固桥墩或增加纵梁的截面尺寸和数量,可以提高结构的刚度,使其能够更好地抵抗地震力的作用。

此外,可以考虑采用混凝土加固钢筋的方式,增加结构的刚度和强度。

2. 加强连接部位:连接部位是桥梁结构中容易产生破坏的关键位置,对连接部位进行加固,可以提高结构的整体稳定性。

常见的加固措施包括增加连接面积、采用高强度螺栓连接和增加焊缝数量等。

3. 设置减震装置:减震装置是一种常用的桥梁结构抗震措施,通过吸收地震能量,减小结构的动力响应。

常见的减震装置包括液压缓冲器、摩擦式滑移支座和钢板液压阻尼器等。

4. 引入阻力体系:针对某些细长的桥梁结构,可以采用引入阻力体系的方式,通过设置横向和纵向的支撑系统,提高结构的抗震性能。

典型的阻力体系包括双塔斜拉桥和悬索桥等。

5. 增加桥面铺装的延性:在桥面铺装中加入延性材料,如橡胶等,可以有效提升结构的延性和耗能能力,从而减小地震引起的破坏。

斜拉

斜拉

3斜拉一悬索协作体系桥汇总
为r较全面了解斜拉一悬吊协作体系 桥发展历程、地区分布、跨径、实桥建设和设 计方案对比情『兄,本文共收集到国内外从 】9世纪IfI期至今,共35座斜拉悬索协作 体系桥实桥和设计方案,列于表1.主要包
罔1
Fig.1
乌江大桥 WuJ iang Bridge
含桥铝、圜家、跨径和设汁或竣上时问。由 于条件所限.有些已建桥梁和设汁方案可能 未被统计仵内。
are
rize&For cable-stayed—suspension bridges,thirty five practical throughout the world
are
structures
and design projects
collected,and the region distribution,time development history,spans,
2斜拉一悬索协作体系桥特点
斜拉~悬吊协作体系桥是在传统的斜 拉桥和悬索桥基础上发展起米的一种相对 较新的具有超大跨越能力的组合结构桥 型。之所以出现斜托一悬吊协作体系桥, 是因为该体系融合了斜拉桥和悬索桥各自 的一些优点。协作体系优点包括:(t)桥塔 高度可以比斜拉桥更低,施工难度更低,风 振和地震响应更小;(2)悬臂施工长度及斜 拉索长度【叮以l;t糸;I-拉桥更短,稳定性更好; (3)主梁压力町以比斜拉桥更/j、,设计选型 更加自由,跨径更大;(4)锚碇可以比悬索 桥更小,降低施工难度和风险;对于自锚式 斜拉悬索协作体系桥还可以取消庞大 的)锚碇。(5)扭转频率比悬索桥更高,抗 风稳定性因此也更好;(6)跨中活载和温度 挠度比恳索桥小;(7)由于斜拉部分强度和 刚度的加强作用,跨径也Ⅱ,以比悬索桥更 大;(8)_[作面更多,施工周期更短。尽管

动载作用下的大跨度双层斜拉桥组合梁桥面响应分析

动载作用下的大跨度双层斜拉桥组合梁桥面响应分析

Al rt m o r le o go ih f r pa a l lc mputng Thr ug t i u a i ne i . o h he sm l ton of o wa n wo wa c nd tons he ke y a d t y o ii ,t y
第3 2卷 第 2期
21 0 0年 O 月 4
木 建 u l& En r n n a J u n l fCii,Arh tc 筑 a 环 境 io 程 t l gn e ig o r a vl 土 c ie t r与 o v 工 me En i e rn
V 13 O 2 O.2N .
型 , 型考虑 了几何和 材料 的非 线性 , 元 与节点数超 过 百万 。采 用接 触均 衡 的并行 计 算方 法在 上 模 单 海超级 计算 机 曙光 4 0 A 上进 行 求解 , 00 解决 了模 型较 大带 来的 计 算 困难 。通过 对 车 辆单 向运 行 及
双 向汇车运 行 两种 工 况的仿真 , 析 了斜 拉桥 组 合 粱桥 面关键 部 位桁 架节 点 受力状 态 , 出 了主 、 分 得 边跨 中桥 面节段 的动 力响应特 性 。 关 键词 : 双层 斜拉桥 ; 车桥 耦合 振动 ; 并行 计算 ; 动载 响应 ; 中图分 类号 : U3 1 3 T 1 . 文献标 志码 : A 文章编 号 :6 44 6 ( 0 0 0 —0 20 1 7 —7 4 2 1 ) 20 8 —5
D U n g a g ,J N an l n , CHE Xi n - o g Xi- u n I Xi —o g N a g d n
( c olofM e ha c lEng n e i g,S a g a io t n i e st S ho c nia i e rn h n h i a o g Un v r i J y,S a g a 0 2 0 h n h i 0 4 ,P R. ia 2 . Ch n )

悬索桥和斜拉-悬索协作体系桥的比较

悬索桥和斜拉-悬索协作体系桥的比较

悬索桥和斜拉-悬索协作体系桥的比较悬索桥(suspension bridge)是利用主缆及吊索作为加劲梁的悬挂体系,将荷载作用经桥塔、锚碇传递到地基的桥梁。

悬索桥主要由缆索系统、塔墩、加劲梁及附属结构四大部分组成。

地锚式悬索桥中锚碇、桥塔和主缆是主要的承载结构,吊索与加劲梁则主要起传递直接作用其上的荷载的作用;自锚式悬索桥中锚碇、桥塔、主缆、加劲梁都是主要的承载结构。

斜拉-悬索协作体系桥(cable-stayed-suspension bridge)是在悬索桥上增加斜拉索,或者在斜拉桥上增加主缆,故斜拉-悬索协作体系桥也是主要由缆索系统、桥塔、加劲梁及附属结构四大部分组成。

其中锚碇、桥塔、主缆、斜拉索、主梁是主要的承载结构。

日本明石海峡桥纽约布鲁克林桥一、悬索桥和斜拉-悬索协作体系桥的优缺点悬索桥的优点:(1)受力非常合理:悬索桥的主要受力构件为缆索,缆索主要受拉,次弯矩非常小,应力在截面上分布比较均匀;桥塔以受压为主,弯矩也较小;加劲梁只作为桥面来传递荷载,不是主受力构件,就静力来说,梁高与跨度无关而只与吊索间距有关。

(2)跨越能力大:在大跨度悬索桥中,缆索的恒载拉力远大于活载值,因此一般疲劳的影响较小。

(3)桥型优美;悬索桥加劲梁的梁高比同跨度的梁桥的梁高小得多,所以建筑高度较小,具有优美的曲线,外形比较美观,在城市中采用此种桥式将为城市增加风景点。

如美国旧金山的金门大桥。

(4)抗震能力强:悬索桥是轻而柔的桥梁,刚度较小,在地震作用下,受地震惯性力较小,往往位移大而内力小,消能能力强,因此抗震能力强。

(5)施工方便:悬索桥施工时是先架设好桥塔,然后利用桥塔架设牵引索和施工猫道等,利用猫道来架设主缆,然后再架设加劲梁和桥面系,施工方便;在交通不便的山区,修建悬索桥较为有利;在交通方便的江河湖海和城市外,悬索桥除了开始架设先导索外,不会中断交通。

悬索桥的缺点:(1)荷载作用下变形较大:由于缆索是柔性结构,当活载作用时,会改变几何形状,会引起桥跨结构较大的变形。

设计斜拉桥掌握知识点

设计斜拉桥掌握知识点

设计斜拉桥掌握知识点斜拉桥是一种常见的现代桥梁结构,它以其独特的外观和出色的承载能力而备受关注。

设计一座斜拉桥需要掌握一系列相关的知识点,包括结构设计、材料选择、力学分析等。

本文将介绍设计斜拉桥所需的关键知识点,并对其进行详细解析。

一、斜拉桥的基本结构斜拉桥的基本结构由桥塔、主梁和斜拉索组成。

桥塔用于支撑主梁和分担桥面荷载,主梁负责承载行车荷载,斜拉索起着支撑和传力的作用。

在设计斜拉桥时,需要根据桥梁跨度、荷载要求和地质条件等因素确定桥塔和主梁的尺寸和形状,并合理布置斜拉索。

二、材料选择在斜拉桥的设计中,材料的选择非常重要。

一般情况下,主梁和桥塔使用钢材作为主要材料,而斜拉索通常使用高强度钢缆。

钢材具有良好的可塑性和抗拉强度,能够满足斜拉桥的承载要求。

此外,为了增加抗震性能和延长使用寿命,可以采用防腐蚀措施对桥梁进行保护处理。

三、力学分析设计斜拉桥需要进行多种力学分析,以确保桥梁在使用过程中的安全可靠。

其中,静力分析用于确定主梁和斜拉索的截面尺寸和材料强度,动力分析用于考虑行车载荷、风荷载和地震荷载等外力作用下的桥梁响应。

此外,还需进行斜拉索预应力计算,以保证斜拉索在荷载作用下不会发生过大的伸长变形。

四、风荷载分析斜拉桥在面对风荷载时需要特别注意。

由于斜拉桥具有较大的面积和高度,其受风荷载的影响较为明显。

因此,在设计斜拉桥时,需要进行风洞试验,获取真实的风荷载数据,并结合工程经验对其进行合理调整。

此外,还需要对桥梁进行风-结构耦合分析,以评估桥梁在风荷载下的动力响应。

五、其他设计要点在设计斜拉桥时,还需考虑施工斜拉索的方法和工艺,包括斜拉索的张拉、锚固和调整等。

此外,需要对桥梁的防震设计进行充分考虑,以增加桥梁的抗震稳定性。

同时,在斜拉桥的美观性方面也要进行合理的设计,使其成为城市的标志性建筑。

综上所述,设计一座斜拉桥需要掌握桥梁结构设计、材料选择、力学分析、风荷载分析等关键知识点。

通过合理运用这些知识点,我们可以设计出安全可靠、美观大气的斜拉桥。

斜拉桥Ansys结构动力特性分析

斜拉桥Ansys结构动力特性分析

静定结构体系, 受力均匀 , 造价经济合理等, 近年来 在国内外桥梁建设 中, 斜拉桥是大跨径桥梁最 流行
的桥型之 一 , 拉桥 在 风致激 励 、 载激励 和地 震激 斜 动 励 等的结构 动力 响应 分 析得 到 了越来 越多 的关 注 和 研 究 。我 国 斜 拉 桥 的主 梁 形 式 有 : 混凝 土 箱 式 、 板
图 2 成 桥 状 态 的 斜 拉桥 静 力分 析 矢 量
式 、 箱 中板式 ; 梁 以 正 交异 性 极钢 箱 为 主 , 有 边 钢 也
2 主梁 处于全漂状态 , ) 塔底施加全 部约束 , 桥 两端释放纵向约束。 3 地震载荷作用于桥的横桥 向和纵桥 向上, ) 采
用 瞬态 动力 分析 方法 , 用天津 地震 波 , 不考虑 阻 采 但
尼地震 波 。
套 颦

(兰州交通大学 土木工程 学院, 甘肃 兰州 7 07 ) 30 0 摘 要: 采用 大型通用 A ss ny 软件分析斜拉桥在地震作用 、 车辆荷载 和风荷载 同时作用下的动力响应分 析 , 通过分析
与 比较找 出本实 例中斜拉桥 的薄弱环节 , 出桥梁 固有频率 与荷载产 生的频 率 , 找 避免桥 梁产生共 振现象 ; 出桥梁 找
4 移 动 荷载采 用单 个正 弦 常 力 , : ) 即 P=10 00
边 箱 中板式 。现 在 已建 成 的斜 拉 桥有 独 塔 、 塔 和 双
三 塔式 。 以钢筋 混凝 土 塔 为 主 。塔型 有 H形 、 Y 倒
形、 A形 、 石形 等 。应 用 A ss 钻 ny 软件 在考 虑 几 何 非 线性 的情 况下 , 斜 拉 桥 上部 结 构进 行 静 力 与 动 力 对 分 析 , 中得 出一些 有价 值 的结论 。 从

桥梁结构的动力特性分析与实践案例分析

桥梁结构的动力特性分析与实践案例分析

桥梁结构的动力特性分析与实践案例分析引言作为建筑工程行业的教授和专家,我多年来从事建筑和装修工作,积累了丰富的经验,并在桥梁结构的动力特性方面有着深入的研究。

本文旨在分享我的经验和专业知识,着重探讨桥梁结构的动力特性分析及相关实践案例。

通过深入分析和实践案例的讨论,将为读者提供有价值的参考和指导。

一、桥梁结构的动力特性分析1. 动力特性的定义与重要性桥梁结构的动力特性指的是结构在受到外部加载(如车辆行驶、地震等)或内部反馈(如风荷载等)作用下的振动响应。

了解桥梁结构的动力特性对于评估结构的安全性、预测结构的振动响应以及设计适当的控制措施至关重要。

2. 动力特性的分析与评估方法桥梁结构的动力特性分析通常包括模态分析、频率响应分析和时程分析等方法。

模态分析用于确定桥梁的固有振动模态和频率,频率响应分析用于确定结构在受到外部激励时的振动响应,而时程分析则是模拟结构在实际使用过程中的动力响应。

3. 动力特性分析的输入参数和工具在进行桥梁结构的动力特性分析时,需要准确输入结构的几何形状、材料参数、边界条件和加载情况等参数。

同时,还需要借助一些专业的分析工具和软件,如有限元软件、动力分析软件等,来完成复杂的计算和分析工作。

二、桥梁结构动力特性实践案例分析1. 桥梁结构在地震作用下的动力特性地震是桥梁结构最常见的激励源之一,对桥梁结构的动力特性有着显著的影响。

在实践中,我们通常通过分析地震动力学响应谱、地震时程分析等方法来评估桥梁结构在地震中的动力反应。

以某高速公路桥梁为例,我们利用有限元软件进行模态分析,确定了桥梁主要的振型和固有频率,并结合地震动力学响应谱,得出了结构在不同地震等级下的地震反应。

2. 桥梁结构在风荷载下的动力特性风荷载对桥梁结构的影响同样不可忽视。

在实践中,我们可以通过风洞试验、数值模拟和频率响应分析等方法来研究桥梁在风荷载下的动力特性。

以一座大型斜拉桥为例,我们采用风洞试验和有限元模型,分析了桥梁在各种风速条件下的振动响应和结构的疲劳性能,从而为设计防风措施提供了科学依据。

斜拉桥动力特性分析

斜拉桥动力特性分析

四 川理 工 学院 学报 ( 自然 科 学版 )
20 0 8年 1 0月
根据 有 限元 分析 结 构 自由振 动 的动 力 平衡 方 程 为 :
5 6 + () 1
( 而不是全 部收敛于最低振型) 。这些运算能按多种不 同
的方 式 来 实现 , 是 最方 便 而 且 两者 立 即就 可 以完成 的 但
动力特性主要指固有频率、 振型、 阻尼等 , 是结构本
身固有的属性 。斜拉桥 的动力特 性受主梁截面性质、 塔
与 主 梁 刚 度 比 、 梁 连 接 方 式 、 构 的空 间几 何 布 置 形 塔 结
车速 为 8k /, 0mh 桥面全 宽为 3m, 0 最大纵坡为 1 横 向 %, 设置 2 %的横坡度 。上部结构为两个钢箱梁和混凝土桥 面板组成 的叠合梁 。桥面板厚 02m, . 5 主梁 为两 分离高 28 宽 23 . m, . m钢箱梁 , 钢箱梁之 间, 4 每 m设置一道横隔
图 2斜拉桥动力计算分析模型
高主桥的抗震性能, 在桥塔处, 纵向主箱外侧 , 设置横向
收 稿 1 :2 0 .52 3期 0 80 .9
2 1模态分析数值方法 .
作者简介:李文静( 8一 女 , 1 0) 内蒙古赤峰人 , 9 , 硕士生, 主要从 事桥梁抗 震方面的研 究。
l6 0
中图 分 类 号 :U 4 48 文献 标 识 强 、 造价经济、 造型优 美。 5 年 来 近 O 得到迅速发展, 以其超 强的跨越 能力和 出色 的优 点 日 并
橡胶板抗震限位装置 , 边墩竖向支座采用耐久性好 的抗 震型球型钢支座 , 承载力 80 k 横 向设置 2 。 00 N, 个
0c . 0 8 t o 2

自锚式斜拉-悬索协作体系桥模型试验研究

自锚式斜拉-悬索协作体系桥模型试验研究

2 模 型静 载 试 验
2 1 静 载 试 验 工 况 及 测 点 布 置 .
桥 的设计 和力学 性 能 研究 提 供 可靠 的依 据 , 时 同
也 为这种 崭新桥 型发 展奠定 基础 .
收 稿 日期 : 0 91 8 20 —01
1 )静 载试 验 荷 载 工况 各工 况 所 加 荷 载大 小应根 据仪 表 的量测 范 围及 实 际桥梁 的荷载 情况
2 1世 纪 兴 起 的 跨 海 大 桥 工 程 将 面 临 着 深 水
基础 、 强风 等不利 的 自然条件 , 用悬 索桥和 斜拉 仅
桥 作 为 大 跨 度 桥 型 , 表 现 出 了 各 自 的 缺 点 和 不 都
钢 一 凝 土 自锚 式 斜 拉一 索 协 作 体 系组 合 桥 , 混 悬 边
伶 仃 洋跨 海 大 桥均 提 出过 斜拉 悬 吊协 作体 系方
案. 是 由于缺 乏对这 种桥 型全 面系统 的研究 , 但 所 提 出的方 案均没 有实施 [ ] 1.
根据试 验场 地 条 件 和试 验 规 模 要求 , 综 合 并
考虑结 构加 载条 件 、 试精 度等 因素 , 测 确定缩 尺 比 为 1 10 模 型应尽 量与 实桥 有 一 定 的相 似关 系 , /0 . 但 是考 虑模 型制 作 的 可 能性 , 以模 型 的设 计 并 所
( 苏省 交 通 规 划 设 计 院有 限公 司 江
摘 要 : 于 自锚 式斜 拉 一 索 协作 体 系桥 结 构 新 颖 , 鉴 悬 目前世 界 上 尚无 先 例 , 了检 验 其 设 计 及 计 算 理 为 论 的正 确 性 , 索 自锚 式 斜 拉 悬 索 协 作 体 系 桥 的整 体 结 构 特 性 , 大 连 湾 跨 海 大 桥 推 荐 方 案 为 原 探 以 型 , 作 1 10的试 验 模 型 , 行 全 桥 静 力 和 动 力 模 型 试 验 分 析 , 验 结 果 与 理 论 结 果 基 本 吻 合 . 制 /0 进 试

斜拉与T构协作体系桥梁全桥结构仿真分析_靳欣华

斜拉与T构协作体系桥梁全桥结构仿真分析_靳欣华

文章编号:1003-4722(2002)02-0019-04斜拉与T 构协作体系桥梁全桥结构仿真分析靳欣华1,郑凯锋2,陈艾荣1(1.同济大学桥梁工程系,上海200092;2.西南交通大学,四川成都610031)摘 要:应用全桥结构仿真分析技术,建立了一套用于斜拉与T 构协作体系桥梁全桥结构仿真分析的有效方法,并以金马大桥为例,介绍了该方法在金马大桥中的应用结果,为此类桥梁的全桥结构仿真分析提供了技术参考。

关键词:斜拉桥;刚构桥;组合结构;仿真分析中图分类号:U448.27;TU311.41文献标识码:AStructural Simulation Analysis for Entire Bridge inCable -stayed and T Shape Composite BridgeJIN Xin -hua 1,ZHENG Kai -feng 2,CHEN Ai -rong 1(1.Bridge Engineering Department ,To ngji U niv er sity ,Shang hai 200092,China ;2.Southwest Jiao tong University ,Chengdu 610031,China )A bstract :Using the technology of structural simulation fo r entire bridge ,a method of structural simulation for entire bridge used for cable -stayed and T shape composite bridge is considered .As an example ,Jinm a Bridge ,w hich w as cable -stayed and T shape composite bridge ,w as analyzed .Conse -quently ,it has very impo rtant significance fo r reference and guidance to structural simulation for entire bridge in the type of bridge .Key words :cable -stayed bridge ;rig id frame bridge ;composite structure ;simulation analy sis收稿日期:2001-11-26作者简介:靳欣华(1977-),男,博士生,1997年毕业于西南交通大学桥梁及地下工程系,工学学士,2000年毕业于西南交通大学桥梁与隧道工程专业,工学硕士,现为同济大学桥梁与隧道工程专业博士研究生。

斜拉式大桥的力学原理

斜拉式大桥的力学原理

斜拉式大桥的力学原理
斜拉式大桥的主要力学原理是靠桥塔承受悬吊索所产生的重力和张力,然后将张力传递给桥面,从而使整座桥构成一个稳定的结构。

在斜拉式大桥中,悬吊索(也称斜拉索)位于桥塔和桥面之间,通过桥塔将索的重力和张力传递到地基。

张力被传递到桥面板和桥塔之间的桥墩和桥塔上,形成了一个连续的张力系统。

这个张力系统的强度和稳定性关系到整座桥的安全性和运行效率。

斜拉式大桥的设计要考虑到悬吊索和桥塔的尺寸、强度和位置,以及桥面板的厚度、纵横向支撑方式和荷载分配等因素。

在设计过程中,需要综合考虑桥的结构刚度、荷载分布、风力、地震等多种因素,以确保斜拉式大桥具有足够的强度和稳定性,同时也满足美观和环境保护的要求。

总之,斜拉式大桥的力学原理是通过桥塔和悬吊索承受重力和张力,然后传递给桥面板,形成一个连续的张力系统,从而达到稳定和安全的目的。

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斜拉—悬吊协作体系桥动力响应分析
文章以自锚式斜拉-悬吊协作体系桥为工程背景,对这一新型结构体系的动力特性进行研究,建立空间有限元计算模型进行动力分析,得出结构的基本周期和振型,在此基础上得出其动力特性的特点。

标签:自锚式斜拉-悬吊协作体系桥;动力特性;自锚式;振型
混凝土自锚式斜拉-悬吊协作体系桥综合传统自锚式悬索桥和斜拉-悬吊协作体系桥的许多优点,同时在施工时用临时锚固措施,但成桥将主缆是锚于梁体从而不需要修建庞大的锚碇,同时解决了传统的斜拉-悬吊协作体系桥轴力不连续的问题,表现出显著的结构性能以及良好的技术经济效益。

动力特性是桥梁结构刚度的一项重要指标,对于进行桥梁的抗风、抗震设计以及维护有着十分重要的意义。

目前从已有的文献来看,对自锚式斜拉-悬吊协作体系桥的研究非常之少。

目前国内第一座混凝土自锚式斜拉-悬吊协作体系桥-庄河建设大桥已建成通车,以及将要修建的金州海湾大桥,大连港跨海大桥都将采用自锚式斜拉-悬吊协作体系,这种类型协作体系的动力特性和地震反应进行研究将具有十分重要的意义。

1 工程概况
某跨海工程主桥方案采用140m+400m+140m自锚式斜拉-悬吊协作体系,钢-混凝土组合桥,边中跨比为0.35:1,单箱四室扁平流线型加劲梁,梁宽27米,高2.8米。

扇形密索斜拉索布置。

H型双独柱主塔,塔身截面为实体矩形,漂浮体系,群桩基础。

主缆的中跨矢跨比1/6,直径54.3cm,采用85根φ54mm镀锌钢丝绳组成,钢丝标准强度为1960MPa。

吊杆为121×φ7.1mm镀锌高强平行钢丝,钢丝标准强度为1670MPa。

模型参数中,主缆面积 1.13×10-1m2,弹性模量2.00×105MPa;吊索面积2.69×10-2m2,弹性模量1.95×105MPa;混凝土加劲梁面积20.70m2,弹性模量 3.45×104MPa;钢加劲梁面积 1.36m2,弹性模量2.10×104MPa。

2 有限元模型的建立
采用空间有限元分析桥梁结构的地震反应,对自锚式斜拉-悬吊协作体系桥来说,在建立有限元模型时,对主梁、主塔、缆索、桥墩和基础的质量、刚度及其边界条件的模拟极为重要。

本模型中采用脊梁桥面系,如图1。

采用空间桁架单元模拟主缆、吊杆及斜拉索。

采用梁单元模拟主梁、主塔、桥墩及横系梁等,铺装仅考虑其质量,不计其刚度。

在边界条件方面:主梁与边墩沿横向、竖向以及绕纵轴、竖轴四个自由度为从属关系,沿纵向及绕横轴放松运动。

桥塔在主梁处设竖向支撑,侧向则被桥塔约束。

3 动力特性分析
对所建立的有限元模型进行模态分析,得到结构的基本周期和振型。

表1给出了特征值计算结果。

4 结束语
文章以自锚式斜拉-悬吊协作体系桥为对象,研究其动力特性,发现主梁竖向弯曲振型在这样的协作体系桥中总是优先出现,说明稳定性问题比较突出。

得出的有限元计算结果可以作为该桥抗震设计的一个依据,对于其它类似桥梁抗震设计,也可以作为一个参考。

参考文献
[1]张哲,万其柏.斜拉桥与其他桥型的协作研究[J].武汉理工大学学报,2008,32(2):214-217.
[2]交通部公路规划设计院.JTJ 004-89.公路工程抗震设计规范[S].北京:人民交通出版社,2001.
[3]李国豪.桥梁结构稳定与振动[M].北京:中国铁道出版社,1992.
[4]王伯惠.斜拉-悬索协作体系桥[J].辽宁省高等专科学校学报,2000,9(3).
[5]黄海新.自锚式斜拉-悬吊协作体系动力响应研究[D].大连:大连理工大学,2006.
[6]陈君.庄河建设大桥地震反应分析[D].大连:大连理工大学,2007.
[7]李国豪.工程结构抗震动力学[M].上海:上海科学技术出版社,1980.
[8]刘春城,张哲,石磊.自锚式悬索桥的纵向地震反应研究[J].武汉理工大学学报,2002,26(5):607-610.
[9]John A.Ochsendorf.Divid P.Villington. Self-anchored suspension bridges[J]. Journal of Bridge Engineering,August 1999,V ol.4,No.3:151-155.
作者简介:牟瑛娜(1978,05-),女,汉族,山东省牟平,大连海洋大学海洋与土木工程学院,讲师,博士,主要研究方向为现代桥梁设计及振动研究。

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