宜宾长江公路大桥斜拉桥抗震性能评价_包立新
大跨斜拉桥地震易损性分析_杨德圣
图2
有限元模型
图3
桥梁构件重要性系数分布
3 地震倒塌过程模拟
对上述模型进行地震反应过程的倒塌模拟分析。在结构横桥向施加 El-Centro 波，PGA 为 1.5g 的时桥 梁发生倒塌，图 4 为倒塌过程。
(a) 图4 地震倒塌过程模拟
(b)
倒塌模拟结果显示斜拉桥的塑性铰最先出现在次桥墩顶部，进而依次在塔柱下端、桥塔横梁、次桥墩 底部及最外侧斜拉索与加肋梁交接处出现。随着结构临界倒塌时的塑性铰数目的增多，结构塑性变形程度 加大，结构越来越多构件起到耗能减震的作用。地震倒塌过程模拟结果表明：当主塔柱下端塑性铰发展到 一定程度的时候，桥梁结构发生倒塌。
4 IDA 倒塌易损性分析
4.1 分析流程 为了全面、深入地分析结构在不断增强的地震动作用下结构性能的变化趋势，需要选用大量地震动进 行 IDA 分析，其基本流程[6]为： 1) 建立能够准确模拟结构地震动特性的建筑物模型； 2) 合理的选取一组地震动记录，确定合理的地震动强度参 IM(Intensity Measure)和典型的结构性能参 数 DM(Damage Measure)。 3) 确定调幅原则和调幅增长步长， 通过一系列的调幅系数对地震动记录进行调整， 得到一组不同强度 的地震动记录： 4) 用调幅后的地震动记录对结构进行一系列的非线性时程分析，得到一系列(IM，DM)的坐标点，选 用合适的插值方法绘制 IDA 曲线。IDA 曲线可以体现结构在不断加强的地震动作用下结构性能的变化趋 势； 5) 考虑到地震动的不确定性，选取一组不同的地震动记录重复(1)～(4)步，即可得到多地震动作用下 IDA 分析。 4.2 地震动强度及结构性能参数的选择 IDA 分析方法被认为是一种参数分析法，其主要包含地震动强度参数 IM 和结构性能参数 DM 两种参 ・Ⅰ-429・
宜宾中坝金沙江大桥索力控制研究
宜宾中坝金沙江大桥索力控制研究张育智;李乔;唐亮【摘要】宜宾中坝金沙江大桥首次采用以钢绞线拉索作为前支点的牵索式挂篮悬浇施工,针对多根钢绞线拉力均匀性和拉索两端索力的关系进行了分析,得到了相关的计算公式和一些规律性结论,并导出了控制钢绞线拉力均匀性的等值张拉法计算公式.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2005(000)008【总页数】4页(P27-30)【关键词】斜拉桥;钢绞线拉索;悬浇施工;均匀性;等值张拉法【作者】张育智;李乔;唐亮【作者单位】西南交通大学土木工程学院,成都,610031;西南交通大学土木工程学院,成都,610031;西南交通大学土木工程学院,成都,610031【正文语种】中文【中图分类】U448.271 工程概述宜宾中坝金沙江大桥位于四川省宜宾市内，横跨金沙江，是一座预应力混凝土独塔斜拉桥，主桥跨径(175+252)m，采用独塔双索面全漂浮体系。
桥面净宽30 m，主梁采用分离式双主肋截面，两主肋之间设置2道小纵梁，其间通过桥面板与横隔梁相互连为整体形成正交异性板。
索塔为H型，塔高154.11 m，全桥共80对斜拉索(不含0号索及水平索)，采用平行钢绞线拉索，双索面、密索、扇形布置方式。
塔上垂直索距为1.2～4.4 m，梁上标准索距为6.0 m，标准节段长6.0 m，采用牵索式挂篮悬臂浇筑施工。
2 施工监控2.1 施工中索力控制的重要性由于此桥跨度大、拉索多，首次采用平行钢绞线拉索作为前支点的牵索式挂篮悬臂浇筑施工，施工过程复杂。
为确保大桥施工过程中的安全、内力处于最优状态且使成桥线形符合设计要求，必须对施工进行监控[1]。
监控工作主要包括3个方面：索力监控、主梁与索塔的应力监控以及主梁线形和索塔的变形监控。
其中索力监控尤为重要，因为：首先，斜拉桥可以看作是以斜拉索为弹性支承的多跨连续梁，通过调节斜拉索的索力，可以改变主梁和桥塔的受力状态，同时也就影响了主梁的线形及索塔的变形。
高烈度震区某独塔斜拉桥抗震性能优化
1 工程概况
该项目位于山西省大同市平城街西延跨铁路 节 点 ，是沟通大同市西面铁路东西两侧的重要交通 走 廊 (见 图 1)。平城街西延工程规划为机动车专用城 市 主 干 路 ，规划红线宽50 m,设计时速50 km/h。道 路 呈 东 西 走 向 ，西 起 武 州 西 一 路 ，往东依次跨越武州 路 、规 划 路 、铁 路 编 组 站 （宽 约 340 m)、西 环 路 、云中
非 线 性 时 程 分 析 与 抗 震 性 能 验 算 。通 过 设 置 阻 尼 器 、改 变 支 座 类 型 等 措 施 限 制 主 桥 的 横 向 地 震 位 移 、降 低 主 桥 地 震 响 应 ，从
而 达 到 优 化 主 桥 抗 震 性 能 、降 低 工 程 造 价 的 目 标 。
关 键 词 ：独 塔 斜 拉 桥 ；塔 梁 墩 固 接 ；抗 震 设 计 ；高 烈 度 ；延 性 设 计 ；混 合 梁 ；阻 尼 器 ；抗震支 座
平 城 街 主 线 上 跨 铁 路 编 组 站 ，共 计 跨 越 1 5 股 铁 路 线 ，下方铁路为重要的运煤线路及铁路编组作 业 线 路 ，重 要 性 非 常 高 ，因此铁路部门仅允许使用 转体施工方案。最 终 ，跨铁路主桥采用(41 +50+163 )m 中 央 索 面 混 合 梁 斜 拉 桥 ，跨 越 铁 路 上 方 采 用 钢 箱 梁 ，铁 路 外 侧 则 采 用 混 凝 土 梁 以 平 衡 重 量 、降低造 价。
宜宾长江公路大桥主桥总体结构静力分析
宜宾长江公路大桥主桥总体结构静力分析李贞新;卫星;强士中;郭丰哲【摘要】宜宾长江公路大桥主桥为双塔PC梁斜拉桥.通过对其分析,明确各施工阶段典型受力状况,并根据该桥的结构特点,应用结构分析程序对施工和运营阶段进行总体结构静力分析,验证了施工方案的可行性和结构设计的安全性,并对施工阶段的操作提出建议.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2005(000)003【总页数】4页(P41-44)【关键词】宜宾长江大桥;斜拉桥;总体结构;静力分析【作者】李贞新;卫星;强士中;郭丰哲【作者单位】西南交通大学土木工程学院,成都,610031;西南交通大学土木工程学院,成都,610031;西南交通大学土木工程学院,成都,610031;西南交通大学土木工程学院,成都,610031【正文语种】中文【中图分类】U448.27;U441+.51 工程概况及结构构造宜宾长江公路大桥位于四川省宜宾市，主桥桥跨布置采用184 m+460 m+184 m 双塔双索面钢筋混凝土斜拉桥，半漂浮体系，在索塔下横梁与梁体间设置弹性水平索。
主梁采用分离式箱形断面，其中心处高3.3 m，设2%的双向横坡，梁顶全宽25.0 m，梁底全宽25.6 m，两分离式箱内缘距8.0 m；斜拉索全桥共152对，按空间双索面扇形布置，索距在主梁上为6.0、3.0 m；索塔的塔型采用H型，箱形断面，自承台顶面至索塔顶各设两道横系梁，将索塔分为上塔柱、中塔柱和下塔柱三部分。
施工期间，在索塔下横梁上用万能杆件组拼托架，采用临时固结进行施工，当张拉0号索后，应拆除临时固接，并安装横向限位支座及纵向减振装置。
2 技术标准(1)设计行车速度：60 km/h(2)设计荷载：汽车-超20级，挂车-120，人群3.5 kPa(3)桥面净宽：0.25 m人行道栏杆+3.0 m人行道+0.25 m护轮带+2×3.75 m行车道+0.5 m中央划线带+2×3.75 m行车道+0.25 m护轮带+3.0 m人行道+0.25 m人行道栏杆，共宽22.5 m。
斜拉桥施工中斜拉索长度计算和导管安装角度修正方法
斜拉桥施工中斜拉索长度计算和导管安装角度修正方法包立新;喻骁【摘要】Based on Changshou Yangtze River Highway Bridge-460mPC cable-stayed bridge as an example, this paper analyzes influences of deformation of cable tower and girder on length of stayed cables and derives calculating formulae for length of stayed cables and installation angles, enabling successful application of calculation of blanking length of stayed cables and correction methods for installation angles of conduits in this bridge.%以长寿长江公路大桥——460 m PC斜拉桥为例，分析施工中索塔和主梁变形对斜拉索索长的影响，推导斜拉索长度和安装角度的计算公式，使斜拉索下料长度计算和导管安装角度修正方法在该桥中得到成功应用。
【期刊名称】《公路交通技术》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】5页(P87-91)【关键词】PB斜拉桥;施工控制;斜拉索长度;导管安装角度;修正【作者】包立新;喻骁【作者单位】重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074;重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074【正文语种】中文【中图分类】U448.27大跨度PC斜拉桥的斜拉索是结构的主要受力构件，其很大程度地减小了主梁的最大弯矩，使主梁受力更加合理。
施工过程中斜拉索参数的确定是斜拉桥施工控制的关键。
在实际施工过程中，需要根据施工现场情况对斜拉索的下料长度进行修正。
超大跨度斜拉桥合理抗震结构体系研究
超大跨度斜拉桥合理抗震结构体系研究张新军;许江江【摘要】为研究超大跨度斜拉桥的抗震性能,以主跨1 400 m的超大跨度斜拉桥设计方案为工程背景,采用多振型地震反应谱方法进行水平和竖向地震作用的结构反应分析,揭示超大跨度地震反应的特点,同时分析了主梁的高度和宽度、索塔结构型式、索塔高跨比、边中跨比、边跨辅助墩以及斜拉索锚固体系等设计参数对超大跨度斜拉桥地震反应的影响,探讨了其合理的抗震结构体系.结果表明:水平地震作用下桥塔和主梁的地震反应显著,桥塔的塔底截面和主梁在塔梁交接处截面的地震内力非常大,应特别重视这些截面的抗震设计;超大跨度斜拉桥当采用A型桥塔并降低其高度、短边跨并设置辅助墩以及斜拉索采用部分地锚方式时,结构地震反应小,抗震性能良好,是其合理的抗震结构体系.%By taking the design scheme of a super long-span cable-stayed bridge with a main span of 1400 m as an example,the seismic response of the bridge under horizontal and vertical seismic excitations is investigated through multimode response spectrum analysis and the seismic performance of the bridge is revealed.The influence of design parameters,including the depth and width of the girder,the structural style and height-to-span ratio of the tower,the side-tomain span ratio,the auxiliary piers in the side span and the anchorage system of stay cables,on the seismic response of the bridge is analyzed numerically and its favorable earthquake-resistant structural system is proposed.The results show that the horizontal seismic excitation produces significant seismic response of the girder and tower,there exists great seismic response for the sections at the tower bottom and the girder nearthe tower,and therefore more attentions should be paid to the seismic design of these sections.For A-shaped towers with smaller tower height,shorter side span,several auxiliary piers installed in the side span and several stay cables partially earth-anchored,a smaller seismic response and a better seismic performance are achieved for super long-span cable-stayed bridges.【期刊名称】《浙江工业大学学报》【年(卷),期】2017(045)002【总页数】7页(P230-236)【关键词】超大跨度斜拉桥;抗震性能;多振型地震反应谱分析;结构设计参数【作者】张新军;许江江【作者单位】浙江工业大学建筑工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学建筑工程学院,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】U448.27本世纪初，苏通长江大桥(主跨1 088 m)和香港昂船洲大桥(主跨1 018 m)的相继建成使得斜拉桥跨入了千米级桥梁的行列，更大跨径的俄罗斯Russky Island大桥(主跨1 104 m)也于2012年建成.为避免跨海联岛工程建设中超深水基础施工困难并满足日益增长的通航要求，斜拉桥的跨径将会进一步增大，如规划的韩国东南部连接马山市和Geoje岛的1 200 m主跨的斜拉桥方案以及日本本四联络线的1 400 m主跨的斜拉桥方案等.较之于悬索桥，斜拉桥结构刚度更大，抗风安全性更好，拉索容易更换，施工简便以及不需要大体积锚碇，因而在近年来的国际跨海大桥设计方案竞赛中屡次被提出和采用，斜拉桥已经成为现代大跨度桥梁的主流桥型[1].已有关于斜拉桥的极限跨径研究也表明：主跨1 200 m以下是斜拉桥比较经济合理的主跨，主跨在1 200～1 500 m范围内的斜拉桥仍具有竞争力[1-2].随着斜拉桥跨度的进一步增大，结构刚度将进一步降低，结构的抗震安全性已成为其设计考虑的重要问题.迄今为止，国内学者对千米级主跨斜拉桥的抗震性能及减震方法开展了分析研究.武芳文等基于随机振动理论，对苏通长江公路大桥在随机地震荷载作用下的动力响应展开研究，分析了结构弹性模量、桩-土-结构动力相互作用、地震动模型、斜拉索振动效应以及模态组合数量对结构内力和位移的影响[3].王蒂等通过结构非线性地震分析研究了苏通长江公路大桥塔梁连接处分别设置弹性连接装置和阻尼器的减震效果[4].叶爱君等以苏通长江公路大桥为研究对象，采用非线性时程分析方法分析了3种边墩和梁横向约束体系对超大跨度斜拉桥地震反应的影响以及阻尼器的合理设置方式及其设计参数[5].任亮以主跨1 090 m的钢索钢主梁斜拉桥设计方案为原型拟定了一座相同跨度的CFRP索RPC梁斜拉桥设计方案，分别采用反应谱法和时程分析法对比分析了原方案和新方案的弹性地震响应，并对所提方案进行了抗震性能评价[6].韩振峰等考虑几何非线性对两座千米级斜拉桥进行成桥状态的地震动力时程分析，分析几何非线性对千米级斜拉桥的地震反应特性的影响[7].韩振峰等针对漂浮型的千米级斜拉桥，分析研究在塔梁之间分别采用弹性连接装置、流体黏滞阻尼器以及弹性连接装置与流体黏滞阻尼器组合的3种连接方式的纵向减震效果及其参数设置[8].以上研究主要针对主跨略超千米斜拉桥的抗震性能尤其是减震措施，对于更大跨度斜拉桥的抗震性能及其合理抗震结构体系方面的研究则没有涉及.为此，笔者以主跨1 400 m的斜拉桥设计方案为工程背景，采用多振型地震反应谱分析方法进行水平和竖向地震作用下的结构反应分析，阐述超大跨度斜拉桥地震反应的特点.在此基础上，分析主梁高度和宽度、索塔结构型式、索塔高跨比、边中跨比、辅助墩设置及斜拉索锚固体系等结构设计参数对超大跨度斜拉桥地震反应的影响，并探讨其合理的抗震结构体系.图1为一座主跨1 400 m的超大跨度斜拉桥设计方案[9]，纵桥向结构对称布置，两侧边跨长度均为680 m，为提高结构整体刚度在两侧边跨靠近锚固墩位置设置间距为100 m的3个辅助墩.主梁采用流线型钢箱梁，梁宽35 m，梁高3.5 m，并在桥塔两侧各80 m(Xu)范围内对主梁截面进行加强.桥塔采用全钢结构，横桥向A型结构型式，索塔总高度约327 m，其中桥面以上高度约287 m，索塔高跨比为1/5.斜拉索采用全自锚体系，在主梁上的锚固间距为20 m，在索塔顶部的锚固间距为4 m，全桥共设有4×34对斜拉索.主梁、索塔和斜拉索的截面特性见表1. 地震反应分析时，基于MIDAS/CIVIL有限元分析软件，将该桥离散为三维杆系结构有限元模型，如图2所示.主梁采用鱼骨梁计算模型，主梁、索塔及其横梁等均采用空间梁单元模拟，并考虑其P—⊿效应；斜拉索采用空间杆单元模拟，并考虑其初始轴向力对单元刚度的影响；斜拉索与主梁之间连接关系采用刚臂单元模拟.主梁纵桥向可自由位移，与锚固墩及辅助墩之间保持沿横桥向和竖向位移以及绕纵轴转动三个自由度的主从关系，其余自由度均可自由位移；在塔梁交接处，主梁竖向无支撑，但其横桥向位移则受桥塔约束.3.1 地震动参数依据《公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01—2008)》[10]并结合桥梁类型和桥址处场地土特性，该桥为A类桥梁，按地震烈度7度设防；水平向设计基本地震动加速度峰值为0.15 g；场地类型为Ⅱ类，场地土特征周期为0.40 s；结构阻尼比为3%.图3为E1地震作用下的水平设计加速度反应谱，其竖向设计加速度反应谱取为水平设计加速度反应谱的65%.3.2 地震反应分析基于MIDAS/CIVIL有限元分析软件，采用多振型地震反应谱分析方法，对该方案桥进行纵向、横向和竖向地震作用的结构反应分析，各振型的地震反应采用CQC 方法组合.限于篇幅，仅给出结构地震反应的峰值，如表2所示.结合结构的地震反应分布图和表1的结构地震反应峰值进行综合分析，超大跨度斜拉桥的地震反应特点总结如下：1) 纵向地震作用下，桥塔纵向振动，主梁表现为纵向和竖向耦合振动.桥塔塔顶处的纵向位移最大，并在塔底截面产生最大纵桥向弯矩、剪力和轴力；主梁沿桥轴向的纵向位移基本一致，并在中跨两四分点处和边跨靠近桥塔的1/3左右处产生最大竖向位移.主梁的最大弯矩和剪力均出现在边跨靠近桥塔的第一个辅助墩处.相比较而言，桥塔的地震反应远大于主梁，纵向地震作用对桥塔受力不利，并应特别重视塔底截面的抗震设计.2) 横向地震作用下，桥塔和主梁同时横桥向振动.桥塔横桥向弯曲，塔顶处发生最大横向位移，并在塔底产生最大横向弯矩、剪力和轴向力；主梁的最大横向位移出现在跨中，横向弯矩和剪力的最大值则出现在塔梁交接处截面.相比较而言，主梁的横向地震反应更为显著，横向地震作用对主梁受力不利，同时应特别重视塔梁交接处主梁截面的抗震设计.3) 竖向地震作用下，桥塔和主梁的振动形式与纵向地震作用相同.竖向地震作用下的主梁的惯性荷载通过斜拉索传递到桥塔中去，桥塔所受的轴向力因而显著增大，伴随着桥塔的纵向弯曲，在塔底截面产生了较大的纵向弯矩和剪力；主梁在跨中处的竖向位移及弯矩均达到最大值.4) 纵向和横向地震作用下结构的地震反应均显著大于竖向地震作用效应，因此应重视水平地震作用下超大跨度斜拉桥的抗震性能.同时，在纵向、横向和竖向地震综合作用下，桥塔的塔底截面和塔梁交接处主梁截面的地震反应均非常大，应特别重视这些截面的抗震设计.为全面地把握超大跨度斜拉桥的抗震性能，对斜拉桥主要设计参数如主梁的高度和宽度、边中跨比、索塔高跨比、桥塔结构形式、边跨辅助墩设置以及斜拉索的锚固体系等对超大跨度斜拉桥地震反应的影响进行了分析，并探讨其合理的抗震结构体系.限于篇幅，以下的各项内力和位移值按纵向、横向和竖向地震单独作用产生的峰值采用平方和开根的计算方法得到.4.1 主梁高度主梁高度是影响斜拉桥主梁竖向弯曲刚度的重要参数，增加主梁高度可以增大结构的竖向刚度，减小结构变形改善其静力性能[11-12].基于设计方案桥，分别设计了主梁高度为3，4 m的两座对比方案桥并进行地震反应分析，主梁高度对索塔和主梁地震反应的影响分别如表3，4所示.可以看出：主梁高度对斜拉桥索塔和主梁的地震反应影响比较小，总体而言随着主梁高度的增加，结构的地震位移略有减小，但地震内力则有所增大.因此，主梁高度是影响斜拉桥地震反应的非敏感参数，可以根据结构静力性能需求确定.4.2 主梁宽度基于设计方案桥，将主梁宽度分别调整为28，32 m设计了相应的两座对比方案桥，并进行结构地震反应分析，主梁宽度对索塔和主梁地震反应的影响分别如表5，6所示.同主梁高度参数一样，主梁宽度的变化对斜拉桥索塔和主梁的地震反应影响也很小.总体上看，减小主梁宽度有利于减小结构地震位移和内力，改善其抗震性能.因此，在满足设计交通量需求的前提下，采用较小的主梁宽度有利于改善斜拉桥结构的抗震性能.4.3 索塔结构型式此处的索塔结构型式主要指其横桥向结构布置型式，它对斜拉桥结构的横向和扭转刚度影响比较显著[11-12].为揭示横桥向索塔结构型式对超大跨度斜拉桥抗震性能的影响，基于设计方案桥，将桥塔斜拉索锚固区段的两根塔柱并拢设计了桥塔横桥向倒Y型的方案桥，并进行地震反应分析，索塔结构型式对索塔和主梁地震反应的影响分别如表7，8所示.可以看出：与A型索塔结构型式相比，斜拉桥采用倒Y型桥塔后，索塔的主梁的地震内力虽略有减小，但桥塔的纵向位移、主梁的横向和竖向位移都显著增大，说明结构的整体刚度有所降低.因此，从抗震性能角度而言，超大跨度斜拉桥适宜采用A型塔.4.4 索塔高跨比索塔高跨比是影响斜拉桥的整体刚度和经济性的重要设计参数，比值一般居于1/4与1/7之间，而以1/5附近取值较常见[11-12].为揭示索塔高跨比对超大跨度斜拉桥抗震性能的影响，通过调整桥塔高度建立索塔高跨比分别为1/6和1/4的两座对比方案桥，并进行地震反应分析，索塔高跨比对索塔和主梁地震反应的影响分别如表9，10所示.随着索塔高跨比的减小，斜拉桥索塔和主梁的各向位移都显著减小，其所受的地震内力随之降低，结构的抗震性能因而得到明显改善.此外，降低索塔高度也有利于提高经济性.因此，在满足静力性能要求的前提下，尽可能采用较小的索塔高跨比.4.5 边中跨比边中跨比对斜拉桥的力学和经济性能有重要影响，取值一般在0.25到0.5之间[11-12].为揭示边中跨比对超大跨度斜拉桥抗震性能的影响，保持中跨长度不变，改变边跨斜拉索的锚固间距分别拟定了边跨为408，544 m(边中跨比分别为0.29，0.39)两座对比方案桥，并进行地震反应分析，边中跨比对索塔和主梁地震反应的影响分别如表11，12所示.可以看出：边跨长度对横桥向地震内力和位移峰值影响很小，但对纵向和竖向地震反应影响比较显著.缩短边跨长度后，桥塔和主梁的纵向和竖向地震反应随之明显减小，结构的抗震性能因而提高.因此，再次从抗震性能角度说明了斜拉桥适宜采用短边跨的桥跨布置方式.4.6 辅助墩设置为增强结构的竖向刚度并提高施工安全性，大跨度斜拉桥设计时通常会在边跨设置若干数量的辅助墩[11-12].为揭示边跨辅助墩设置对超大跨度斜拉桥抗震性能的影响，在两侧边跨分别设置1个和2个辅助墩拟定两座对比方案桥，并进行地震反应分析，边跨辅助墩设置数量对索塔和主梁地震反应的影响分别如表13，14所示. 可以看出：随着边跨辅助墩设置数量的增加，斜拉桥索塔和主梁的地震反应都随之单调递减，说明边跨辅助墩的设置有利于提高超大跨度斜拉桥的抗震性能.应当指出的是，边跨辅助墩的最优数量需要结合经济性、结构刚度以及施工安全性综合确定.4.7 斜拉索锚固体系目前，大跨度斜拉桥基本都属于自锚式斜拉桥，即斜拉索全部在桥面主梁上锚固.为揭示斜拉索锚固体系对超大跨度斜拉桥抗震性能的影响，将设计方案桥边跨两侧索面的最外侧5根拉索由自锚方式改为地锚方式设计了部分地锚式斜拉桥对比方案[11-12]，并进行地震反应分析，斜拉索锚固体系对索塔和主梁地震反应的影响分别如表15，16所示.可以看出：与斜拉索全自锚方式相比，斜拉桥边跨部分斜拉索改为地锚后，桥塔的地震内力虽有所增大，但其地震位移则明显减小，说明斜拉索对桥塔的约束刚度得到增强；主梁的横向地震内力略有增加，竖向地震内力则有所减小，主梁的各向位移都显著减小，说明斜拉索对主梁的支承刚度得到增强.因此，相比于全自锚式斜拉桥，部分地锚式斜拉桥的抗震性能更加优越.基于MIDAS/CIVIL有限元分析软件，采用多振型地震反应谱方法，对1 400 m主跨超大跨度斜拉桥进行E1地震作用下的结构地震反应特性和主要结构设计参数的影响分析，并得到了两点结论：1) 超大跨度斜拉桥在纵向和横向地震作用下的地震反应都显著大于竖向地震作用，因此应重视水平地震作用下结构的抗震性能.同时，在纵向、横向和竖向地震综合作用下，桥塔的塔底和塔梁结合处主梁截面的地震内力都非常大，应特别重视这些截面的抗震设计.2) 超大跨度斜拉桥当采用A 型桥塔并降低其高度、短边跨布置并设置若干辅助墩以及边跨部分拉索采用地锚方式时，结构地震反应小，抗震性能良好，是其合理的抗震结构体系.【相关文献】[1] 项海帆.世界大桥的未来趋势——2011年伦敦国际桥协会议的启示[J].桥梁,2012(3):12-16.[2] GIMSING N J, GEORGAKIS C T. 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最新大跨度独塔斜拉桥静动载试验研究
大跨度独塔斜拉桥静动载试验研究大跨度独塔斜拉桥静动载试验研究?桥粱?大跨度独塔斜拉桥静动载试验研究施洲曹发辉蒲黔辉(1.西南交通大学成都610031;2.四川省公路规划勘察设计研究院成都610041) 摘要对252m跨径的独塔斜拉桥——宜宾中坝金沙江大桥实施静力荷载试验,测试并分析静载工况下的主梁挠度,主塔塔顶变位,斜拉索索力增量,主梁与主塔的截面应力.试验结果表明桥跨结构受力合理,具有良好的刚度与强度.在动载试验中,测试桥跨结构的自振特性,并进行了行车激振试验,分析桥跨结构在行车下的冲击作用.同时分析了作为"指纹"档案的静动载试验结果在桥梁运营后的损伤检测中的应用理论与方法.关键词斜拉桥静载试验动载试验自振特性冲击作用1工程概述宜宾中坝金沙江大桥为一座独塔斜拉桥,跨径布置为:252m+175m,并在边跨设置过渡墩和辅助墩.在预应力混凝土独塔斜拉桥桥型中其跨度位居国内第一,边跨与主跨之比为0.7,属于比较不对称的斜拉桥型.全桥斜拉索共82对,采用环氧全涂装钢绞线体系,采用四层防护,主梁采用边主肋加小纵梁与横隔板形成正交异型板混凝土结构梁,桥宽25 m,主塔采用倒H型空间混凝土索塔,混凝土塔高为154.11m,独塔与主粱连接方式采用悬浮体系,在索塔上设置纵横向水平限位装置,设计荷载等级为汽一超20,挂一120.按双向八车道布置.实施成桥静动载试验目的在于检验设计与施工质量,确定工程的可靠性,了解桥跨结构的实际工作状态,判断实际承载能力,评价其在设计使用荷载下的工作性能.通过动力试验了解桥跨结构的固有振动特性以及其在长期使用荷载阶段的动力性能,论证其抗风,抗震性能.并通过试验建立起桥梁"指纹"档案.2荷载试验设计与实施方法2.1静载加载设计试验加载位置与加载工况的确定主要根据设计控制荷载在主梁,主塔上产生的最不利弯矩效应值, 16收稿日期:2004—09—29按0.8～1.05的效率系数等效换算而得.尽可能用最少的加载车辆达到最大的试验荷载效率,同时应考虑简化加载工况,缩短试验时间,每一加载工况依据某一检验项目为主,兼顾其它检验项目.理论计算采用平面专用有限元程序作分析,根据分析结果, 中坝金沙江大桥主要针对主跨与边跨主梁的正,负最大弯矩以及主塔的最大弯矩作等效加载.静载测试布置见图1,加载过程中采用分级加载,既可以确保结构的安全,同时可以测试偏载工况下结构的受力状况.2.2静载测试内容与方法静载加载工况下主要测试主梁,主塔应力,斜拉索的索力增量,主梁挠度与主塔塔顶变位.应力测试采用粘贴箔式应变计,由电阻应变测量系统测量, 温度补偿用搁置在测点附近事先贴好应变花的混凝土块实现补偿.主梁应力测点布置见图2.斜拉索索力增量采用采用激振测定法,即在加载前后分别对斜拉索的自振频率进行测量,利用斜拉索的几何, 材料特性确定的弹性模量推测斜拉索力增量.几何变位测量采用测距标准差为(1inln+2Ixm),测角标准差±2"的全站仪进行极坐标四测回观测.在试验过程中并用温度枪对斜拉索,梁体,主塔进行点温度测量.2.3动载测试内容与方法动力测试主要包括自振特性测试和行车激振试验.自振挣性测试是测试主梁与主塔的自振频率与振型.行车激振试验包括无障碍行车试验和有障碍铁道建翁技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2OO5(1J?桥粱?I击A十十+B100十*70+C+Di8十IL214主跨负弯距测试断面11112边跨正弯距测试断面L,lJ252主跨正弯距测试断面___——175边跨负弯距测试断面【图1桥跨分布与静载测试布置(单位:m)图2主梁应力测点布置行车试验,分别模拟桥面有无损伤时桥面行车对桥跨结构的冲击作用.自振特性测试方法是测试环境随机荷载激振而引起的桥跨结构微幅振动响应,并通过计算机记录并实施FfTr信号处理分析出频域响应结果.行车试验采用车辆以特定速度往返通过桥跨结构,测定桥跨结构在运行车辆荷载作用下的动力反应.障碍行车时在截面处桥面上设置障碍物模拟桥面铺装局部损伤状态,以测定桥跨结构在桥面不良状态时运行车辆荷载作用下的动力反应.由动态应变仪测试主梁的动态应变,并由桥梁光电挠度仪测试主梁的动挠度.3静载试验结果与分析3.1主梁挠度及塔顶变位分析满载工况下主梁对应截面处的挠度测试结果见表1,最大正弯矩加载下主梁几何变位见图3.主塔塔顶变位测试并与计算结果的比较见表2.表1满载工况下对应截面挠度测试结果加载工况加载项目实测值/mm计算值/mm校验系数A工况主跨正弯距一l65.5—214.5O.77C工况主跨负弯距一46.45—52.03O.89B工况边跨正弯距一l64.35—201.41O.82D工况边跨负弯距一36.45—38.720.94桥轴向长度,m图3主跨最大正弯矩加载下主梁几何变位曲线表2满载工况下主塔塔顶变位结果mmA工况B工况C工况D工况实测值32.1837.13—4.75—4.35计算值40.2841.78—4.97—4.03校验系数0.80O.89O.961.O8A,B,C,D工况下的结构校验系数介于0.64～0.97.各工况的结构校验系数均小于1.0,基本在合理范围之内,说明在试验荷载下结构均处于弹性工作状态,也说明主梁的刚度性能良好.主梁的实测变形曲线平滑连续,且与理论计算变形吻合较好,说明主梁具有良好的整体刚度,受力状况合理,符合设计要求.各偏载工况下,挠度的偏载系数介于于1.04～1.48之间.偏载系数最大值均出现在主梁最不利位置处,说明偏载效应十分明显,且与加载位置有关,边跨的加载偏载效应比主跨更为显着.在各满载工况下,主塔塔顶变位的结构校验系数介于0.80～1.08之间,除D工况的校验系数为1.08外,其余工况均小于1.0,且基本处于合理范围之内.而D工况下塔顶变位的量值很小,因此认为主塔具有较好的整体刚度.在偏载工况下,主塔塔顶变位的偏载系数介于1.13～1.41之间,偏载效应明显.偏A,偏B工况铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2005(1)17?桥粱?的偏载系数要大于偏C,偏D工况,说明主跨加载时偏载效应比边跨加载更为明显.3.2斜拉索索力测试分析斜拉索索力增量测点布置为:对应加载工况下上,下游两侧各测试5～6对受力最不利斜拉索.在满载工况下,主跨加载(A,B工况)对应测试斜拉索的索力增量校验系数介于0.58～0.96之间; 边跨加载(C,D工况)对应测试斜拉索的索力增量校验系数介于0.56～1.00之间.索力增量的结构校验系数处于合理范围内,说明索力增量的实测值与计算值相符较好,表明斜拉索受力合理,符合设计要求.在偏载工况下,主跨加载(A,B工况)对应测试斜拉索的索力增量偏载系数介于1.08～1.41之间; 边跨加载(C,D工况)对应测试斜拉索的索力增量偏载系数介于1.26～1.63之间.从斜拉索的索力增量偏载系数可知,斜拉索受力的偏载效应显着,说明在偏载时斜拉索明显参与主梁抗扭,这与双索面斜拉桥的结构特征是相符合的.3.3主塔应力分析在各满载工况下主塔应力的结构校验系数介于0.70～1.08之间,略超出合理范围.但实测,计算应力的绝对量值都很小,可见主塔在各工况下均处于弹性受力状态,具有足够的强度,因此主塔的受力是合理的.在各偏载工况下主塔实测应力的偏载系数介于1.01～1.39之间.偏载系数较为离散,这主要是实测应力的绝对量值很小的缘故.偏载系数的分布说明主塔在主跨一侧的偏载效应较为明显.3.4主梁应力分析主梁应力实测结果与理论值的比较见表3,表3中仅给出主跨加载的结果.表3A,B工况下主梁对应截面应力测试结果MPa 主肋主肋底主肋行车小纵小纵测点位置上外上60cm底部道板梁下梁底实测值一O.835.748.I5一I.412.744.1lA工计算值一2.006.329.88—3.512.723.91况校验系数0.41O.91O.820.401.001.O5实测值一0.34—2.48—2.18—0.09—1.43—1.69B工计算值一O.O8—2.27—3.21O.32—1.32—1.63况校验系数1.O9O.681.O81.O318主梁应力的结构校验系数介于0.40～1.08之间,略超出合理的范围.结构校验系数比较离散的主要原因是结构的实际剪滞效应和试验模型的剪滞有一定的差异,从而使主梁应力的计算值和实测值有一定偏差.应力测试值的绝对量值并不大,且实测应变值的回零状况良好,因此可见主梁处于弹性工作状态,并具有足够的强度.主梁实测应力的偏载系数介于0.95～1.65之间,可见偏载效应较为明显.偏载系数较为离散,说明在主梁不同位置处的偏载效应也有一定差异.4动载试验结果与分析4.1自振特性测试结果与分析自振特性的理论分析采用商用有限元程序AN. SYS建立空间梁杆单元模型作模态分析,桥跨结构的实测自振特性并与理论计算值的比较见表4.自振频率的实测值和理论值基本相符.存在的一定偏差的原因主要是理论计算模型与实际结构的差异以及测试误差的影响.实测结构阻尼较小,说明桥跨结构在环境荷载激励下为小阻尼振动,这和斜拉桥的结构形式是一致的.表4实测自振频率与理论计算比较表振型特征计算频i~-/Hz实测频率/Hz实测阻尼比梁纵漂一阶,塔纵弯0.3431O.381O.O2O梁竖弯一阶0.37730.391O.O27梁侧弯一阶0.45490.440O.O18塔横弯一阶O.49090.488O.O2O扭转一阶0.54570.615O.O244.2行车激振结果与分析无障碍行车是重车以10,2O…60km/h的速度通过桥面,测试主梁A,C截面处的动态应变.有障碍行车是重车以5,1O,15…30km/h的速度通过设置障碍的桥面,测试主梁A,C截面处的动态应变.行车激振下实测主梁动应变时程曲线见图4,图5.O515253545时间,s图440km/h无障碍行车时C截面测点应变时程曲线铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2005(1J ∞如∞∞加B7Og眦,?桥梁?O时间/s5O图520km/h障碍行车时C截面测点应变时程曲线A截面无障碍行车主梁肋及小纵梁测点实测冲击系数(1+/.r)介于1.Ol～1.07之间,最大值出现在时速为40km/h时,其值为1.07.C截面无障碍行车主梁肋及小纵梁测点实测冲击系数(1+)介于1.03～1.07之间,最大值出现在时速为50km/h 时,其值为1.07.可见无障碍行车对主梁的冲击系数很小,说明当桥面平整时,桥面行车对桥跨结构的冲击作用很小.A截面有障碍行车小纵梁测点实测冲击系数(1 +)介于1.21～1.29之间,最大值出现在时速为20km/h时,其值为1.29,冲击系数相对较大,说明行车对A截面处小纵梁的冲击作用明显.C截面有障碍行车小纵梁测点实测冲击系数(1+/.r)介于1.20～1.36之间,最大值出现在时速为20km/h 时,其值为1.36,冲击系数也相对较大,说明行车对C截面小纵梁的冲击明显.无障碍行车试验表明: 当桥面不平整时,桥面行车对桥跨结构的冲击作用将明显增大.车辆对桥跨结构的冲击作用缘于三个方面:车辆自身的振动,桥面不平引起车辆的振动,车辆作为移动力对桥跨结构产生的广义扰动力作用,而这三个作用又是相互耦合相互促进的.对于公路桥梁来说,桥面不平引起的冲击作用则是主要的.5桥梁"指纹"档案的建立与应用通过桥跨结构的静,动载试验,在整理分析试验结果的基础上建立了大桥的竣工后的详细的结构静动力性能档案资料.为以后该桥在运营后的静,动力检测资料提供了基准数据.静载基准资料使得后续的静载试验分析桥跨结构的整体刚度退降,控制截面受力及其分布变化成为可能,为桥梁结构状况的判定提供了更多,更有力的技术资料.目前动力法损伤检测因其便捷,快速,无损结构,以及更有效地判别损伤与否,损伤定位,以及损伤程度识别等众多优点而引起人们的广泛关注,并逐渐成为桥梁与结构工程前沿领域的热点问题.动力损伤检测的理论与方法有多种,众多的动力检测方法与理论中,大部分方法必须要有结构的初始动力参数作对比.宜宾中坝金沙江大桥的自振特性试验中,详细测试了桥跨结构竖向,横向前几阶的自振频率与振型,数据效果良好,这为以后的动力检测的频率法, 模态法,模态曲率法,阻尼法等多种方法的检测应用提供了必要的对比数据.也为动力检测中各类损伤指标法提供了良好的基准.大桥的行车激振试验中详细测试了动应变时程响应,这为动力检测的时域法提供了对比数据.随着动力检测理论与方法的不断发展,动载基准资料必将在以后桥梁检测中发挥越来越重要的作用.6结论由桥跨结构静力荷载试验与分析可知结构在试验荷载下处于弹性受力状态,主梁,主塔的刚度性能良好,受力状况合理,符合设计要求;斜拉索受力合理,主梁具有较好的强度;桥跨结构的偏载效应较为明显,说明主梁的抗扭刚度稍弱;桥跨结构能够满足设计汽一超20,挂一120的荷载等级要求.自振特性测试表明:桥跨结构具有良好的动力性能,符合设计要求;无障碍行车对桥跨结构的冲击作用很小,有障碍行车时冲击作用较为明显.建议应尽力保持桥面平整,以减小行车对桥跨结构的冲击作用.通过桥跨结构的静,动载试验,在整理分析试验结果的基础上建立了宜宾中坝金沙江大桥的竣工后的详细的结构静,动力性能档案资料.为以后该桥在运营阶段,特别是老化阶段的检测与评定提供了基准数据.参考文献1严国敏.现代斜拉桥.成都:西南交通大学出版社,1995 2崔爱民.银滩黄河大桥静动载试验研究.桥梁建设,2002 (5)铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2005(1)19。
大跨度斜拉桥弹塑性地震响应分析及抗震性能评价
２ 考 虑材料 非线 性 的纤维 单元模 型
采用 了能 同时考虑轴力和两方 向弯矩非线性 的纤维单元来考虑材料非线性 ，进 而分析骑螺 沟 大桥 的非线性地震响应【７ 】 Ｊ。 【 根据纤维模 型理论把梁柱截 面划分成多个小 四边形 纤维 （ 包括混凝 土纤 维和钢筋纤维 ，见 图 ４， ）引入 以下假定 ： １ 纤 维梁 可以发生大 位移但 （）
行 弹塑性 地震 响应 分析 和 非线 性抗震 能力 的评 估 ， 计算 分 析表 明 ： 虑 材料 非线 性后 ， 梁的 面 内 、 弯矩 以及 主塔 的轴 力 、 考 主 外 面 内 、 弯距均 有较 大程度 地 降低 ， 外 主梁纵 向位移 以及 主塔 的面 内 、 剪力均 由不 同程度 的提高 。 外
向 ５ｍ， 下端渐变为 ９ｍ和 ５ｍ， 为单箱单室结构 。 在 中塔柱和下塔柱相交部分设置一道横梁 ， 横梁采
收稿 日期 ：０ １ ０ — ８ ２ １－ ８ ０
作者简介 ： 奚灵智 （９２ ）男 ， １８ 一 ， 浙江 台州人 ， 工程 师 ， 从事道 路桥 梁工程 设计 工作 。
型的伸 缩缝 。
１ 有 限 元 分 析 模 型
建立 了斜 拉桥 的空 间动力计 算模型 ， 图 ２ 见 。 在有 限元计算模 型 中采用 空间梁单元模 拟桥墩 、 主梁 、 主塔 ； 索单元模拟 斜拉索 ； 拉索与主梁及 斜 主塔 的连 接 方 式 采 用 弹性 连接 中 的 刚性 连 接 。 为 简化计算 ， 不考虑承台和桩基础 的影响。 限元模 有 型共 有 ９ ８个节 点 ，７ １ ６ ８个 单 元 。 有 限元计算 中 ，自由振 动计算 时采用子 空间 法求解特征值 ；地震响应分析 时采用 Ｎ ｗ ａ 直 ｅｍ ｒ ｋ 接积分法 （ Ｂ＝１ 和 Ｎ ｗｏ 代 法 。用 Ｐ ／ ４） ｅ ｔｎ迭 一６ 效 应 和动坐标法考虑大位移的影 响［ 】 斜拉桥 整体 ４。 】 【 ５ 阻尼采用 Ｒ ｙ ｉ ａｌｇ ｅ ｈ阻尼 ，其 两 个 阻 尼 系 数 均 设 为 ０Ｏ ， ． 两个频率根据结构 固有频率而设为不 同值 。 ５ 输入 的地震波采用《 场地地震安全评价报告 》 中提 供 的人工地震加速度时程 ，由于大震作用下桥梁 结构 响应较大 ， 故后面的分析均针对大震进 行 ， 大 震 加 速度 时 程 响 应 曲线 见 图 ３ 。
宜宾长江大桥总体设计
宜宾长江大桥总体设计
陶齐宇;李平;蒋劲松
【期刊名称】《世界桥梁》
【年(卷),期】2008(000)003
【摘要】宜宾长江大桥主桥为预应力混凝土斜拉桥,跨径布置为(184+460+184) m.主要介绍大桥的总体设计特点.
【总页数】3页(P9-11)
【作者】陶齐宇;李平;蒋劲松
【作者单位】西南交通大学,四川,成都,610031;四川省交通厅公路设计研究院,四川,成都,610041;四川省交通厅公路设计研究院,四川,成都,610041
【正文语种】中文
【中图分类】U448.27;U442.5
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1.重庆南纪门长江大桥主桥总体设计 [J], 王帆;黎小刚;赖亚平;漆勇
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4.常泰长江大桥主航道桥总体设计与方案构思 [J], 秦顺全;徐伟;陆勤丰;郑清刚;傅战工;苑仁安;孙建立
5.五峰山长江大桥主桥总体设计 [J], 唐贺强;徐恭义;刘汉顺
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宜宾长江公路大桥主桥地震反应分析
宜宾长江公路大桥主桥地震反应分析
李贞新;李俊;李小珍;郭丰哲;程海根;庄卫林
【期刊名称】《公路交通科技》
【年(卷),期】2006(23)7
【摘要】结合宜宾长江公路大桥斜拉桥的工程设计实例,采用大型有限元分析程序A N SY S,选取空间BEA M 4、LIN K 8及M A SS21单元建立动力计算模型。
用子空间迭代法对宜宾长江公路大桥主桥的动力特性进行了计算,根据桥址场地地震动参数,用反应谱法和时程分析法进行地震反应对比分析,并按桥规对结构进行抗震性能验算。
结果表明,宜宾长江大桥主桥抗震结构体系采用弹性索体系是合适的。
【总页数】4页(P64-67)
【关键词】宜宾长江公路大桥;斜拉桥;动力特性;地震反应
【作者】李贞新;李俊;李小珍;郭丰哲;程海根;庄卫林
【作者单位】西南交通大学土木工程学院;铁道第五勘察设计院;四川省公路工程咨询监理公司
【正文语种】中文
【中图分类】U448.27
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1.宜宾长江公路大桥主桥总体结构静力分析 [J], 李贞新;卫星;强士中;郭丰哲
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大跨双塔斜拉桥的动力特性与地震响应分析
大跨双塔斜拉桥的动力特性与地震响应分析周勇【摘要】结合某大跨双塔斜拉桥工程设计实例,采用大型有限元软件ANSYS建立了三维有限元计算模型,分析了该桥的动力特性,并采用反应谱法进行了地震反应分析.研究结果表明:由于采用了半漂浮斜拉桥体系,主梁梁端位移较大,极易造成主、引桥间碰撞且对两端伸缩缝不利,可采用弹性约束或设置阻尼器等措施来限制主梁梁端位移.【期刊名称】《交通科技》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】3页(P4-6)【关键词】大跨双塔斜拉桥;动力特性;地震反应;反应谱法【作者】周勇【作者单位】贵州高速公路开发总公司贵阳550000【正文语种】中文最近30余年，全球发生了许多次大地震，由于桥梁工程遭到严重破坏，切断了震区交通生命线，造成救灾工作的巨大困难，使次生灾害加重，导致了巨大的经济损失。
随着经济的高速发展，对交通线的依赖性越来越强，而一旦地震使交通线遭到破坏，可能导致的生命财产以及间接经济损失也将会越来越巨大［1］。
大跨桥梁工程属重要生命线工程，为了确保其在可能遭遇破坏性地震时的安全，保证基本功能不受影响以及抗震救灾的顺利实施，最大程度地减少破坏性地震可能造成的生命和财产的损失，因此，对大跨双塔斜拉桥进行结构抗震性能研究，确保大桥在地震中的安全性，具有十分重要的意义。
1 计算模型及动力特性分析拟建的某大桥初步设计方案为2塔斜拉桥，主跨为628m。
采用密索半漂浮结构体系，辅助墩和过渡墩上采用纵向滑动支座，并限制横向相对运动；在索塔与主梁间设竖向承压的双向活动支座、横向抗风支座。
基础均采用钻孔灌注桩。
采用大型有限元软件ANSYS建立该桥三维有限元计算模型，计算模式的模拟着重于结构的刚度、质量和边界条件的模拟［2］。
如图1所示，加劲梁采用脊梁模式，刚度采用加劲梁实际刚度，质量包括所有桥面系的质量，并考虑扭转质量惯矩的影响。
主梁、主塔采用空间梁单元模拟，斜拉索采用空间杆单元模拟，为了避免缆索垂度效应引起的弹性模量折减，将拉索细化分为多个单元。
道路桥梁的抗震设计与性能评估
道路桥梁的抗震设计与性能评估道路桥梁作为交通运输的重要基础设施，其安全性在地震等自然灾害面前至关重要。
抗震设计与性能评估是确保道路桥梁在地震作用下能够保持稳定、减少损坏、保障人员生命和财产安全的关键环节。
一、道路桥梁抗震设计的重要性地震是一种破坏力极大的自然灾害，会对道路桥梁造成严重的破坏。
道路桥梁的损坏不仅会导致交通中断，影响救援和物资运输，还可能引发次生灾害，给社会带来巨大的经济损失和人员伤亡。
因此，在道路桥梁的建设过程中，进行科学合理的抗震设计是非常必要的。
二、抗震设计的基本原则1、场地选择在道路桥梁的规划阶段，应充分考虑场地的地质条件和地震活动情况。
选择地势平坦、地质稳定、远离地震断层和容易发生滑坡、泥石流等地质灾害的区域。
2、结构体系优化设计合理的结构体系，使桥梁在地震作用下能够有效地传递和分散地震力。
例如，采用连续梁桥、刚构桥等整体性较好的结构形式，避免采用容易产生薄弱环节的结构。
3、强度与延性设计既要保证结构在正常使用条件下具有足够的强度，又要使结构在地震作用下具有良好的延性，能够吸收和耗散地震能量，避免脆性破坏。
4、多道抗震防线设置多道抗震防线，当第一道防线破坏后，后续的防线能够继续发挥作用，提高结构的抗震能力。
三、抗震设计的方法1、静力分析法适用于简单结构和低烈度地震区。
通过计算结构在地震作用下的静力响应，评估结构的安全性。
2、反应谱分析法基于地震反应谱，考虑结构的动力特性，计算结构在地震作用下的响应。
3、时程分析法输入地震波，通过数值模拟计算结构在地震作用下的全过程响应。
这种方法能够更准确地反映结构在地震作用下的非线性行为，但计算量较大。
四、道路桥梁抗震性能评估的指标1、强度指标包括构件的承载能力、节点的连接强度等，评估结构在地震作用下是否能够承受预期的荷载。
2、变形指标如梁端位移、桥墩倾斜等，用于判断结构是否发生过大的变形，影响正常使用。
3、能量指标考察结构在地震作用下吸收和耗散能量的能力，评估其抗震性能。
桥梁设计的抗震性能评估
桥梁设计的抗震性能评估在现代交通基础设施中，桥梁作为跨越江河湖海、山谷沟壑的重要建筑物，承担着连接各地、促进经济发展和人员往来的重要使命。
然而，地震作为一种不可预测且破坏力巨大的自然灾害，对桥梁的安全构成了严重威胁。
因此，桥梁设计中的抗震性能评估成为了确保桥梁在地震中安全可靠的关键环节。
地震对桥梁的破坏形式多种多样。
常见的有桥梁结构的整体倒塌、墩柱的弯曲破坏、节点的连接失效、支座的移位和损坏以及梁体的滑落等。
这些破坏不仅会导致交通中断，影响救援和灾后重建工作，还可能造成人员伤亡和巨大的经济损失。
因此，在桥梁设计阶段就充分考虑抗震性能，进行科学合理的评估，是预防地震灾害的重要措施。
要评估桥梁的抗震性能，首先需要对地震动输入进行准确的分析。
地震动是指由地震引起的地面运动，其特征包括振幅、频谱和持续时间等。
通过对地震历史数据的研究和地震危险性分析，可以确定桥梁所在地区可能遭受的地震强度和地震波特征。
目前，常用的地震动输入方法包括确定性方法和概率性方法。
确定性方法基于特定的地震事件和地震断层模型来预测地震动，而概率性方法则考虑了地震发生的不确定性和随机性，通过概率分布来描述地震动的可能特征。
桥梁结构的动力特性也是抗震性能评估的重要因素。
这包括桥梁的自振频率、振型和阻尼比等。
自振频率反映了桥梁结构的固有振动特性，振型则描述了结构在不同振动模式下的变形形态，阻尼比则表示结构在振动过程中能量耗散的能力。
通过建立桥梁的有限元模型，可以计算出这些动力特性参数，并与规范要求和类似桥梁的经验数据进行对比分析。
在评估桥梁抗震性能时，还需要考虑结构的材料性能和构件的力学行为。
桥梁结构通常由混凝土、钢材等材料组成，这些材料在地震作用下的力学性能会发生变化。
例如，混凝土可能会出现开裂、压碎等现象，钢材可能会发生屈服和塑性变形。
因此，需要准确掌握材料在不同受力状态下的强度、变形和耗能能力，以合理模拟桥梁结构在地震中的响应。
桥梁的墩柱是承受地震力的重要构件。
三塔单索面PC斜拉桥的地震反应研究
三塔单索面PC斜拉桥的地震反应研究
李晓莉;喻宝金
【期刊名称】《公路交通科技》
【年(卷),期】2006(23)2
【摘要】考虑几何非线性因素的影响,利用大型结构分析程序ANSYS,以一座拟建的三塔单索面预应力混凝土斜拉桥为背景,进行动态时程分析。
此类桥与单、两塔PC斜拉桥的地震反应存在一定的差异,本文分析了此类桥在纵向输入地震波作用下的地震动反应,并同谱分析的反应结果做比较,总结了此类桥的地震反应规律。
最后参照活载作用下的内力、位移结果,证明该桥的抗震能力有保证。
本文得出的结论对此类多塔斜拉桥的抗震设计有重要的参考价值。
【总页数】3页(P83-85)
【关键词】三塔斜拉桥;非线性;动力时程;地震波
【作者】李晓莉;喻宝金
【作者单位】同济大学桥梁工程系;江西省公路管理局
【正文语种】中文
【中图分类】U448.27
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1.单塔单索面斜拉桥地震荷载下时程反应数值模拟研究 [J], 缪庆华
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4.主跨348m＋348m三塔单索面PC梁斜拉桥 [J], 杨进;邵长宇;孙叔禹;邓青儿
5.行波效应对公轨两用独塔单索面钢桁梁斜拉桥地震反应影响分析 [J], 曾勇;曾渝茼;谭宇杰;邱周;余浩
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宜宾临港长江大桥索梁锚固设计中的BIM_技术应用
0 引言BIM（建筑信息模型）技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，BIM 具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性的特点，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目设计、建造和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，从而提高生产效率、节约成本、缩短工期[1-2]。
BIM 技术对于桥梁设计的应用主要表现在模型建立、方案检查、辅助计算、工程图纸绘制、模拟施工以及数据监测等多个方面[3-6]。
傅战工等[7-8]通过对沉井、桥塔、主梁建模方法进行研究，比较自顶向下和自底向上２种建模方法的适用场景，提出减少重复建模工作量和提高参数传递自动化的思路并成功应用。
祝兵等[9]基于CATIA 软件，参照“骨架＋模板”的建模思路，提出一种桥梁参数化智能建模方法与相应的技术路线。
陈玲燕[10]分析了BIM 技术在装配式建筑智慧建造不同阶段的应用。
齐成龙[11]融合BIM+GIS 技术，提出覆盖高速铁路桥梁技术标准、设计、施工、建设管理各环节的一体化解决方案。
本文在此基础上，通过Inventor 参数化建模，将复杂的索梁锚固构造拆解成参数化的零件，再通过组装成部件来辅助设计和分析计算，提高生产效率。
1 工程概述宜宾临港长江大桥主桥采用公铁平层布置的整体式钢箱梁斜拉桥，孔跨布置为（72.5+203+522+203+72.5）m，主桥梁长1 075.2m。
本桥是世界首座高速铁路与公路平层布置的公铁两用钢箱斜拉桥，主梁中间布置4线高速铁路，两侧各布置3车道城市快速路，并在公路两侧设有非机动车道和人行道，主梁总宽度63.9m，主桥钢箱梁横断面布置如图１所示。
为满足受力和变形要求，索梁锚固设置在铁路和公路之间，采用内置钢锚箱，单个钢锚箱宽2.6m，左右两侧中心距28.1m。
由于全桥活载较大，为避免大吨位斜拉索带来的制造、运输、施工、养护难题，每个钢锚箱设置两根斜拉索，拉索距桥梁中心线距离分别为13.6、14.5m。
宜宾临港长江公铁大桥主桥超宽钢箱梁施工关键技术
宜宾临港长江公铁大桥主桥超宽钢箱梁施工关键技术
杨如刚;陈正;于志兵;陈博;化苏文
【期刊名称】《桥梁建设》
【年(卷),期】2024(54)1
【摘要】宜宾临港长江公铁大桥主桥为主跨522 m的公铁同层双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主桥钢箱梁宽63.9 m、高5 m,节段最大重量519.6 t。
钢箱梁采用分部件加工、节段整体制作、场内预拼装方案制造。
南岸钢箱梁采用边跨顶推+中跨单悬臂施工;北岸钢箱梁采用边跨存梁+双悬臂施工;中跨合龙段采用配切+顶推合龙。
采用钢箱梁顶板与底板单元两拼工艺、钢箱梁锚固块体多工序组拼、预设反变形量的长线法总拼等制造技术,有效解决了超宽钢箱梁焊接变形量大的问题,大大提高了钢箱梁制造精度;南岸边跨钢箱梁利用中跨侧来梁进行顶推施工,解决了边跨运梁、吊梁施工难的问题,且避免了占用既有道路;北岸边跨钢箱梁利用枯水期预先存梁,解决了浅滩区钢箱梁施工受季节性水文影响大的问题,为双悬臂施工提供了先决条件;中跨合龙段采用现场配切+顶推施工,实现主跨钢箱梁精确合龙。
【总页数】7页(P16-22)
【作者】杨如刚;陈正;于志兵;陈博;化苏文
【作者单位】蜀道投资集团有限责任公司;四川路桥建设集团股份有限公司;中铁宝桥集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U448.27;U445.4
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独塔斜拉桥抗震性能研究——以松花江大桥为例
一
应 变关 系采用 Ｍ ｎｅ 模 型计算 ． ａｄｒ 用条 带法 计算
的 ２ ３倍 ． ／
０４ ０ ．０ ： 她
地震作用和 １０年超越概率 ５ ０ ％地震作用输入作
为设 防标 准 ． 址场 地 １０年超 越 概率 １ ％ 的反 桥 ０ ０
应谱 特征 周期 为 ０４ ， 速 度峰 值 为 ９ ． ｍ ．０ Ｓ加 ６ ８ｃ ／
杂 ０３０ ． ０
０２ ０ ．０
第 ４期
李连生 ： 独塔斜拉桥抗震性 能研究
３３ ７
１ 计 算模 型的建 立
在 线性 计算 模 型 的基 础上 ， 虑 滑动 支 座 的 考
２ 非 线性 时 程计 算 结果
主塔横 梁与 加劲 梁 间纵 向约 束装 置采用 弹性
摩擦作用和弹性索作用． 滑动支座的摩擦作用采 用 非线性 连 接单 元 进 行模 拟 ， 线性 连 接 单 元 采 非 用如图 ３ 所示 的弹塑性模 型， 弹性索采用弹簧单
元 进 行 模 拟 ． 座 可 滑 动 方 向 的弹 性 刚 度 Ｋ ＝ 支
Ｆ ， ＝／ ／ ２ ） Ｆ ｚ ｚ＝ ％ ． Ｎ（
，（ （ 力） 剪
Ｆｍ Ⅱ
索 ， 桥 共 四 根 拉 索 ， 根 拉 索 弹 簧 系 数 全 单
２ １０ｋ ／ 安 装 时 初 张力 ２５ Ｎ， 桥 向 采 ２０ Ｎ ｍ， ００ｋ 横 用 主跨过 渡墩 与 主 梁 固接 ， 助 墩 与 主梁 以及 边 辅
大型桥梁的抗震性能评估方法
大型桥梁的抗震性能评估方法标题：大型桥梁的抗震性能评估方法摘要：大型桥梁是现代城市交通运输的重要组成部分，抗震性能评估方法的准确性对于确保桥梁的安全和稳定至关重要。
本文旨在介绍一种基于经验和专业知识的大型桥梁抗震性能评估方法，包括评估指标、数据收集和分析、模型建立和抗震安全等方面。
通过本文，读者将了解到如何全面评估大型桥梁的抗震性能，以确保城市交通系统的安全可靠。
引言：大型桥梁作为城市交通系统的重要组成部分，其抗震性能评估对于确保桥梁的安全性至关重要。
随着地震灾害的频繁发生，准确评估桥梁的抗震性能已成为建筑工程师的重要任务之一。
本文将提供一种综合性的抗震性能评估方法，以帮助工程师更好地评估和提高大型桥梁的抗震能力，从而确保城市交通系统的安全和可靠。
一、评估指标1.结构强度指标：包括抗震等级、抗震破坏形态等；2.结构刚度指标：包括刚度消耗比、周期延性等；3.结构稳定性指标：包括位移稳定性、倾覆稳定性等；4.结构耗能指标：包括耗能器分布、耗能大小等。
二、数据收集和分析1.获取桥梁结构的设计图纸和相关资料；2.进行现场勘察和调查，包括结构构件的破坏情况和现场环境的影响；3.收集历史地震数据和相关地质条件；4.对收集到的数据进行统计和分析，以确定桥梁结构的真实抗震性能。
三、模型建立1.选择合适的结构分析软件，建立桥梁的有限元模型；2.根据实际情况设定边界条件和加载方式；3.进行强震波动力时间历程分析，计算结构的响应；4.通过模型参数调整和敏感性分析，优化模型的精度和可靠性。
四、抗震安全评估1.根据抗震性能评估指标，对桥梁进行等级评定，并制定相应的安全措施；2.分析结构的强度、刚度、稳定性和耗能等特性，并评估其满足抗震设计要求的程度；3.通过对模型的反应谱分析，评估结构在不同地震作用下的响应和稳定性；4.根据评估结果，制定改进措施，提高桥梁的抗震能力。
结论：通过以上的方法，我们可以对大型桥梁的抗震性能进行准确评估，并根据评估结果采取相应的措施提高其抗震能力。
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第25卷第2期V ol.25 No.2 工程力学2008年 2 月Feb. 2008 ENGINEERING MECHANICS 174 文章编号：1000-4750(2008)02-0174-09宜宾长江公路大桥斜拉桥抗震性能评价包立新1,2，*李小珍1，卫星1，庄卫林3(1. 西南交通大学土木工程学院，成都 610031；2. 重庆交通大学土木工程学院，重庆 430003；3. 四川省交通厅公路勘察规划设计研究院，成都 610045)摘 要：采用单梁式有限元模型对宜宾长江公路大桥斜拉桥的动力特性和地震响应进行了计算，考虑了桩-土相互作用和群桩效应，采用反应谱法和时程分析法对该桥进行了地震反应的对比分析。
计算结果表明：桥梁结构的抗震性能满足要求；抗震结构体系采用弹性索梁-塔连接体系是合适的，还可进一步降低弹性索刚度或者采用弹性索+ 阻尼器体系来减小桥梁地震反应；建议大跨度斜拉桥应该采用反应谱法和时程分析法同时计算，结构内力和变形以这两种方法计算结果的较大值作为抗震设计的依据。
关键词：斜拉桥；动力特性；地震反应；反应谱法；时程分析法；抗震性能中图分类号：U448.27 文献标识码：AEV ALUATION OF SEISMIC RESISTANCE CAPACITY FOR YIBINYANGTZE RIVER CABLE-STAYED BRIDGEBAO Li-xin1,2 , *LI Xiao-zhen1 , WEI Xing1 , ZHUANG Wei-lin3(1. School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China;2. School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 430003, China;3. Highway Survey Plan & Design Institute of Sichuan Province, Chengdu 610045, China)Abstract: A dynamic finite element model using a single-beam model has been adopted for Yibin Yangtze River cable-stayed bridge, to analyze its dynamic characteristic and seismic responses with considering the interaction between the pile and the soil as well as the effect of the pile group. The comparative analysis of the seismic response has been made by employing the response spectrum method and the time history analysis method. The analytical results show that the seismic resistance capacity of Yinbin bridge can satisfy the requirement; and the elastic cable system connecting the girder and the towers is appropriately designed for reducing the seismic response. However, the bridge seismic responses can be reduced by further loosening the stiffness or by applying the elastic cable together with the damping device system. It is suggested that the structural internal forces and deformations of long-span cable-stayed bridges should be analyzed by using both the response spectrum method and the time history analysis method, and the maximum values from these two methods should be used for the seismic design of bridges.Key words: cable-stayed bridge; dynamic characteristic; seismic response; response spectrum method; time- history analysis method; seismic resistance capacity———————————————收稿日期：2006-07-15；修改日期：2007-01-05基金项目：国家自然科学基金项目(50678150，50508036)；西部交通建设科技项目(200431822317)作者简介：包立新(1968―)，男，安徽池州人，副教授，博士生，从事缆索承重桥的力学行为及大跨桥梁施工监控等方面研究(E-mial: baolixin1226@)；*李小珍(1970―)，男，湖南安仁人，教授，博士，从事车桥耦合振动、桥梁结构振动控制、桥梁静动力仿真分析等方面的研究(E-mail: civil1409@)；卫星(1976―)，男，山西沁源人，讲师，博士，从事桥梁结构稳定、疲劳、静力仿真分析等方面研究(E-mail: we_star@)；工程力学 175斜拉桥与大地存在连接，地震发生后，随着地震波的传播，场地地基产生振动，激发斜拉桥各构件振动，这时地基土、斜拉桥结构将相互作用，形成多质点多自由度体系的强迫振动。
斜拉桥的地震振动实际上是一个场地-地基-结构大系统的振动。
振动时，斜拉桥各构件产生加速度，形成了惯性力，在惯性力的作用下，结构产生内力和变形，若内力和变形超过结构的容许范围，结构将开裂、屈服、直至桥梁倒塌。
为检验桥梁的抗震能力，必须进行桥梁的地震反应分析。
目前公开报道的在地震中发生震害的斜拉桥有2座：一座是日本阪神高速线上的东神户大桥[1―2]，跨径为200m+485m+200m，采用双层桥面，主梁为钢桁梁，桁高9m，桁间距16m，节间长12m。
在1995年1月17日阪神地震中，该斜拉桥神户侧边墩上的钢摇轴栓钉脱落，桁架抗风支座破坏。
另一座是中国台湾的集鹿大桥[3]，该桥为2× 120m的独塔单索面PC斜拉桥，塔梁固结体系。
主梁截面为不对称的单箱三室，梁高2.75m，桥面全宽22.0m，采用预制与现浇方法拼装主梁，即箱梁的外侧室及悬臂板构成翼缘构件，采用预制施工，箱梁的中间两室采用现浇施工。
该桥在1999年9月21日台湾集集(Chi-Chi)地震发生时，桥梁还未竣工，在索塔附近还有三个翼缘构件没有安装，斜拉索的索力还在调整。
由于桥梁处于一条活动的正断层附近，地震震害严重，具体表现为：1) 塔梁连接部位索塔混凝土纵向开裂和压碎，主梁混凝土开裂，纵向钢筋弯曲、拉断和压曲。
2) 塔底破坏成铰。
3) 地震时，桥梁的横向反应剧烈，主梁、边墩横向位移，南墩侧移3.0m―6.5m，北墩侧移2.0m―4.5m。
分析上述两座斜拉桥的地震震害，可以看出，在地震反应分析中，要考虑横向地震作用，要注意桥塔、桥墩和支座等关键部位的验算和设计。
斜拉桥地震反应分析多采用反应谱法及时程分析法联合计算，相互校核[4―6]。
也有在方案或初步设计阶段，只用反应谱法[7]，或只用时程分析法[8―9]。
目前在桥梁抗震研究领域，同济大学的范立础、胡世德[4―5]等人所做的工作最具代表性，他们编制了桥梁空间非线性地震反应分析程序NSRAP和IPSABS，对数十座大跨度斜拉桥进行了地震反应分析，讨论了斜拉桥的动力计算模型、行波效应、多点激振、抗震结构体系、减震措施等，评价了桥梁的抗震能力。
同时还提出了桥梁的“三水平”抗震设防目标，要求对桥梁进行三阶段抗震设计。
本文分别采用反应谱法和时程分析法对宜宾长江公路大桥斜拉桥进行地震反应对比分析，对结构重要截面进行抗震验算，评价桥梁的抗震性能。
1 工程概况宜宾长江公路大桥位于四川省宜宾市，主桥桥跨布置采用29.3m+33m+119.95m+460m+119.95m+ 33m+29.3m双塔双索面预应力混凝土斜拉桥。
每个边跨设两个辅助墩，全桥共4个辅助墩。
从菜园沱岸(南岸)往罗锅沱岸(北岸)，墩台编号分别为0#、1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#，主墩为3#、4#墩，辅助墩为1#、2#、5#和6#墩。
主梁采用半漂浮体系，在主梁与索塔下横梁间设置弹性水平索。
索塔采用H型，箱形断面。
自承台顶面至索塔顶，菜园沱岸(南岸)索塔高159.93m，罗锅沱岸(北岸)索塔高172.52m，各设上、下两道横系梁。
菜园沱岸承台平面外形尺寸为32.5m×32.5m，由21根桩径为2.5m群桩组成，桩长75m―82m，卵石土层厚47m―72m，桩基进入强~微风化泥岩。
罗锅沱岸承台平面外形尺寸为27.0m×27.0m，由20根桩径为2.5m群桩组成，桩长40.5m―45.5m，桩周地层为弱~微风化泥岩。
北岸设置的主桥、引桥交界墩，采用薄壁空心墩，空心墩顺桥向宽4m，横桥向全宽15.7m，从承台顶至墩顶高29.125m，墩身截面为圆端形，分两室，薄壁厚度80cm，承台平面外形尺寸为19.2m×9.7m，厚度5m，基础由8根直径为2.2m群桩组成，桩长21m，桩周地层为强~微风化泥岩。
辅助墩采用桩柱式墩，墩、桩的直径为2.2m，墩高7.5m―45.67m，桩长25m―28.77m。
1#、2#墩的桩周地层为松散~密实的卵石土，5#和6#墩的桩周地层为强~微风化泥岩。
全桥共152对斜拉索，按扇形布置，索距在主梁上为6.0m、3.0m。
主梁采用C60混凝土，索塔采用C50混凝土，斜拉索采用环氧喷涂钢铰线。
2 计算模型和动力特性分析桥梁的抗震性能与结构的动力特性密切相关。
桥梁结构动力特性分析是否正确的前提，是要建立176 工程力学能够真实地反映结构实际受力工作状态的力学模型。