大跨度V型双拱塔斜拉桥索塔钢-混结合段有限元分析
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
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。
基于Midas有限元分析的大跨斜拉桥成桥索力优化
基于Midas有限元分析的大跨斜拉桥成桥索力优化
杨辉
【期刊名称】《城市道桥与防洪》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】为了深化对大跨斜拉桥成桥索力优化问题的认识,根据斜拉桥合理成桥状态的确定原则,阐述各类方法的求解思路与优化过程。
大跨斜拉桥成桥索力优化,仅靠一种方法完成索力优化是不够精确的。
通过论述斜拉桥合理成桥状态的基本原则,介绍了常用的几种成桥索力优化方法。
首先选择最小弯曲能法获得初始索力,并使用影响矩阵法进行二次优化,对成桥索力状态进行叙述。
基于大型有限元软件Midas Civil建立斜拉桥模型,以合理成桥状态为控制目标,对背景桥梁成桥索力进行优化。
【总页数】6页(P62-66)
【作者】杨辉
【作者单位】中交第一公路勘察设计研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U448.27
【相关文献】
1.大跨径钢箱梁斜拉桥合理成桥索力的优化
2.基于MIDAS的斜拉桥成桥索力优化方法
3.基于ANSYS的大跨度斜拉桥非线性成桥索力优化研究
4.基于改进帝国竞争
算法的大跨斜拉桥成桥索力优化5.收缩徐变对大跨非对称叠合混合梁斜拉桥成桥索力及线形影响研究
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空间倾斜双肢圆拱塔钢-混结合段设计
208中外公路第40卷第6期2 0 2 0年1 2月D O I：10. 14048/j.issn. 1671-2579. 2020.06.044空间倾斜双肢圆拱塔钢一混结合段设计熊桂开，陈翰新，谭双全，胡奇(重庆市勘测院，重庆市400020)摘要：斜拉桥桥塔钢一混结合段构件较多，受力状态极为复杂，是索塔受力的关键部位，因此有必要采取有效措施并进行局部应力分析。
该文以某索辅梁斜拉桥空间倾斜双肢圆拱塔钢一混结合段为研究背景，采取3项设计措施保证结合段受力。
利用M idas/C ivil建立空间杆系模型，进行整体分析。
采用A nsys建立钢一混结合段三维实体局部模型，提取整体模型杆件内力，再作为外力施加到局部模型中分析结合段钢板和混凝土的受力性能。
结果表明：钢一混结合段变形较小，钢结构处于弹性工作状态，混凝土主拉与主压应力水平较低，验证了 3项措施的有效性。
关键词：索辅梁桥；拱形桥塔；钢一混结合段；空间受力；有限元分析斜拉桥桥塔一般采用混凝土或钢两种材料，已建 的绝大多数斜拉桥采用混凝土桥塔。
近年来，随着桥 梁技术的不断发展，钢混结合体系桥塔越来越多地应用于斜拉桥建设中。
钢一混结合桥塔具有减轻塔身自 重、容易保证钢锚箱的安装精度、降低塔柱顶部施工难 度、简化斜拉索锚固、明确索塔受力、降低地震作用等优点。
2005年建成的南京长江三桥采用钢混结合桥塔，塔柱为钢结构，塔墩为混凝土结构。
结合段的设计 是钢混结合桥塔设计的关键，应满足传力和连接的功能要求。
钢混结合段一般要承受轴力、剪力和弯矩的 作用，弯矩可以分解为受压侧的压力与受拉侧的拉力组合作用。
钢混结合段通常采用开孔板连接件(PBL)，指在钢板适当位置开孔，将钢筋穿过开孔，由此实现钢筋混凝土结构和钢结构的整体受力。
钢混结合主塔应用广泛，结合段是桥塔刚度过渡段。
如南京长江三桥为直塔结构，该桥索塔采用上塔柱全钢、下塔柱混凝土的钢一混凝土混合索塔形式，该 钢一混结合段主要采用P B L剪力键作为主要剪力键，在无法设置该措施的位置采用栓钉作为剪力键；福建 三明台江大桥为直塔，索塔为拱形钢箱结构，桥面以下 的拱座为混凝土结构，钢塔与混凝土拱座的连接采用钢一混结合段的方式，为增加结合段处的刚度和可靠性，钢塔锚座四周设置精轧螺纹钢筋锚固，在塔的应力 较小侧设置钢绞线；沈阳浑河三好桥为双拱塔结构，拱 塔为钢结构，拱座采用混凝土，拱塔和拱座的连接采用 钢一混凝土结合段的方式，其连接是单肢钢构件和混凝土构件的整断面结合，受拉侧采用预加应力的方式来保证钢拱上内力平衡传递到混凝土基座上。
大跨度斜拉桥索塔锚固区钢-混凝土结构竖向受力机理的有限元法
大跨度斜拉桥索塔锚固区钢-混凝土结构竖向受力机理的有限元法大跨度斜拉桥索塔锚固区钢-混凝土结构竖向受力机理的有限元法是一种利用数值模拟技术，基于有限元方法对大跨度斜拉桥索塔锚固区钢-混凝土结构竖向受力机理进行分析的方法。
具体步骤如下：
1. 建立模型：根据实际结构，建立索塔锚固区钢-混凝土结构的三维模型。
2. 材料属性：定义模型中使用的材料属性，包括混凝土、钢筋、钢绞线等材料的弹性模量、泊松比、密度、屈服强度等。
3. 接触定义：定义索塔锚固区钢-混凝土结构之间的接触关系，包括粘结、滑动、锚固等。
4. 边界条件：定义模型的边界条件，例如索塔底部的固定约束。
5. 加载条件：根据实际受力情况，定义模型的加载条件，例如索力、重力等。
6. 求解：利用有限元方法对模型进行求解，得到索塔锚固区钢-混凝土结构的竖向受力分布和变形情况。
7. 结果分析：根据求解结果，对索塔锚固区钢-混凝土结构的竖向受力机理进行分析，包括应力分布、应变分布、位移分布等。
该方法可以有效地模拟大跨度斜拉桥索塔锚固区钢-混凝土结构竖向受力机理，为结构设计提供参考依据。
拱形塔斜拉桥索塔节段有限元计算
拱形塔斜拉桥索塔节段有限元计算陈立新;许富琳【摘要】对防城港市针鱼岭大桥索塔受力最大的节段建立三维有限元模型,模拟索塔节段的构造细节、预应力体系、外加荷载以及边界约束条件等,并通过计算分析得出了一些较为重要的结论,可为斜拉桥索塔的设计施工提供参考.【期刊名称】《城市道桥与防洪》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】3页(P44-46)【关键词】斜拉桥;混凝土索塔;节段模型;有限元【作者】陈立新;许富琳【作者单位】中交第二航务工程勘察设计院有限公司,湖北武汉430000;中交第二航务工程勘察设计院有限公司,湖北武汉430000【正文语种】中文【中图分类】U448.27索塔是斜拉桥的主要受力结构，斜拉索直接锚固在索塔上，使得其受力和构造较为复杂。
除了在全桥整体分析中确定索塔的刚度、强度和稳定性外，以往对斜拉桥的预应力混凝土索塔如鄱阳湖口大桥、杭州市文晖路斜拉桥等基本上都进行了足尺寸节段模型试验。
进行足尺寸模型试验虽然基本上能够反映出索塔节段的受力状态，但是试验时间长、费用高，而且也存在如受到试验设备、场地以及经费的限制，模型试验往往只是选取受力最不利的一个节段，无法考虑相邻节段的影响；从方便试验角度出发，往往将斜拉索套筒改为水平布置，只施加水平荷载；测点通常只布置在模型表面等缺点，在很大程度上会影响试验的效果。
我国修建大跨度斜拉桥的开始阶段，由于对索塔锚固节段的复杂应力状态认识不足，而不得不通过足尺寸模型试验加以验证。
随着斜拉桥数量的不断增多，设计、施工经验的不断积累，有限元计算理论的不断发展，尤其近年来通过多座桥梁模型试验与有限元分析的对比，可以认为对于常规结构形式的索塔，通过有限元计算完全可以把握其受力规律，确保结构安全、适用、经济、耐久，不必再进行足尺寸模型试验，从而为桥梁建设节约大量的人力和资金。
索塔构造与受力较为复杂，纵桥向、横桥向预应力束及斜拉索共同作用，并且整个索塔节段很多，如果要对整个索塔进行有限元计算，工作量非常大，几乎无法实现，而且也没有必要。
大跨度斜拉桥索塔受力分析_廖原
总第235期交 通 科 技Ser ial No.235 2009年第4期T r anspor tation Science &T echno log y N o.4A ug.2009DOI 10 3963/j issn 1671 7570 2009 04 001收稿日期:2009 02 24大跨度斜拉桥索塔受力分析廖 原(湖北省交通规划设计院 武汉 430051)摘 要 采用通用有限元程序A N SY S 建立了2种不同结构形式的索塔有限元空间实体模型,利用这2种模型分别分析了某一大跨度斜拉桥的索塔在恒载和温度荷载共同作用下的受力特征,得出承台需设置系梁的结论,并对类似结构的设计提出了若干建议。
关键词 斜拉桥 索塔 受力分析 有限元在大跨度斜拉桥索塔设计中,主塔结构既要承受恒载和活载产生的巨大轴向力和弯矩,又要承受温度变化、支座沉降位移、风荷载、地震力、混凝土收缩、徐变带来的次内力的影响。
一般情况下,对恒载、活载及其他荷载,常采用空间框架进行分析计算,该方法虽然可以计算出索塔整体受力特点,但对于某些局部部位很难有比较直观的认识[1]。
本文根据有限变形理论,采用大型ANSYS 有限元计算程序建立空间实体模型,分析了某一大跨度斜拉桥索塔在恒载和温度荷载共同作用下的受力特征,以为其他同类型结构设计提供参考。
图1为某一大跨度斜拉桥的索塔结构示意图。
该索塔是由塔柱和横梁组成的倒Y 形结构,柱身为钢筋混凝土空心箱形截面,塔柱高度246.54m,塔顶标高266.427m 。
上塔柱横桥向尺寸8m,顺桥向尺寸10m;中、下塔柱横桥向尺寸由中塔柱顶的5.28m 直线变化到塔柱底的7.11m,顺桥向尺寸由10m 直线变化到15m 。
整个塔柱横桥向厚度1.2m ,顺桥向1.6m 。
塔底为实心断面,横桥向和顺桥向尺寸分别为8、16m 。
塔柱只设一道下横梁,截面高6m,横桥向宽15m 。
塔座为一个棱柱形,底面12m(横桥向) 20m(顺桥向),顶面16m(横桥向) 26m (顺桥向),厚度3m ,塔座底标高19.892m,顶面标高16.892m 。
基于有限元的大跨度斜拉桥地震反应分析
震
研
究
K A N G Z H E NY A NJ I U
位移值包含了地面的运动 ,是绝对位移值) 。 为了分析地震波的传播速度对考虑行波效应时 地震动对大跨度斜拉桥的影响 ,分别考虑当波速分别 为 100 m/ s 、 200 m/ s 、 350 m/ s 、 500 m/ s 、 700 m/ s 、 1000 m/ s 、 1 250 m/ s 、 1 500 m/ s 、 2 000 m/ s 和 2 500 m/ s时 ,对大跨斜拉桥进行几何非线性的非一 致 ( 行波效应) 纵向激励地震动反应分析 ,分析结果见 表 4 所列 。
341. 7 cm/ s2 ,为了满足抗震规范要求 [ 3 ] , 将峰值乘以
共设 52 对斜拉索 。 2. 2 主要部位的模拟 有限元模型必须是桥梁原型的数学和物理的代 表 ,这样才能为桥梁在各种工况下的响应提供全面的 信息 。为了真实全面地模拟桥梁结构的力学特性 ,所 建立的有限元模型必须如实地反映结构构件的几何 、 材料特性以及各构件的边界连接条件 。 在该模型中 , 斜拉桥的加劲梁 、 塔柱及塔柱横梁 均采用空间梁单元建模 。为了考虑非线性 ,斜拉索则 用索单元建模 。斜拉索与加劲梁之间用刚臂连接即 弹性连接中的刚性[ 1 ] ,从而将从节点位移和节点力变 换为主节点的节点位移和节点力 。这样处理 ,可以避
x y z
塔顶
31 . 88 0 0. 15
跨中
6 . 95 0 0
主跨 1/ 4 处
6 . 84 0 25. 50
边跨跨中
6 . 69 0 27. 90
5 考虑行波效应对地震反应的影响
本文采用行波法对斜拉桥进行分析 ,采用地震波 到达斜拉桥各支承点的时间差来考虑行波效应 。地
基于塔-索-拱建模的大跨钢管混凝土拱桥施工阶段动力特性研究
基于塔-索-拱建模的大跨钢管混凝土拱桥施工阶段动力特性研究曾勇;谭红梅【期刊名称】《重庆交通大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(033)005【摘要】扣塔、扣索和拱肋之间存在耦合效应,塔-索-拱一体化建模才能真实反应大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段的动力特性.运用有限元软件ANSYS,建立了塔-索-拱一体化施工阶段的目前最大跨度的钢管混凝土拱桥合江长江一桥(模型1),研究了该体系的动力特性,并与不考虑扣塔的索—拱模型(模型2)进行了对比.研究结果表明:考虑扣塔建模后,模型1的基频降低了12％,拱肋与扣塔相互耦合,高阶振型复杂,结构横桥向刚度弱,结构的风敏感性更为突出;两个模型的30阶后的频率接近一条直线,背、扣索的索力变化对低价频率影响不大.【总页数】6页(P17-21,36)【作者】曾勇;谭红梅【作者单位】重庆交通大学山区桥梁与隧道工程省部共建国家重点实验室培育基地,重庆400074;重庆交通大学山区桥梁结构与材料教育部工程研究中心,重庆400074;重庆交通大学山区桥梁与隧道工程省部共建国家重点实验室培育基地,重庆400074;重庆交通大学山区桥梁结构与材料教育部工程研究中心,重庆400074【正文语种】中文【中图分类】U448.1【相关文献】1.大跨径钢管混凝土拱桥动力特性分析研究 [J], 刘邵平;黄海军2.大跨钢管混凝土拱桥合理成拱线形方法研究 [J], 翁雅谷;邱国阳;赵长军;徐骢;张雪松;丁艳超3.下承式大跨度钢管混凝土拱桥的动力特性研究 [J], 孙立冬;唐俊4.扣索拆除顺序对大跨径钢管混凝土拱桥线形的影响研究 [J], 任运豪;李锐5.大跨度钢管混凝土拱桥成拱线形控制技术研究 [J], 周彦文; 李书兵; 唐剑因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
某双套拱塔斜拉桥钢-混组合段局部受力分析
某双套拱塔斜拉桥钢-混组合段局部受力分析马磊【摘要】为了解双套拱塔斜拉桥钢-混结合段受力性能,并通过对受力性能分析得出结论,以此为该类桥梁提供一定的理论依据和技术支持.以某双套拱塔斜拉桥工程为背景,合理选取钢-混结合段,并通过大型的通用有限元分析软件ANSYS对该结合段进行施工过程的模拟,分析总结出该钢-混结合段的应力特点、变化规律以及内部各构件的传力途径.分析结果表明:该双套拱塔斜拉桥钢-混结合段的力学性能基本满足相关规范的要求,其中钢结构部分应力全部小于200 MPa;混凝土结构部分仅在其顶部与锚头结合的部位出现较大的拉应力,需要在施工过程中采取必要的加固措施;钢-混结合段剪力钉最大受力为73 kN,满足相关规范基本要求.【期刊名称】《城市道桥与防洪》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】6页(P47-51,67)【关键词】斜拉桥;钢-混结合段;有限元;局部应力;剪力钉【作者】马磊【作者单位】上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海市200092【正文语种】中文【中图分类】U441+.5随着桥梁技术的不断发展，钢-混结构梁桥也被大量的设计和建造，同时，钢-混结合段的安全性也越来越受到广泛的关注。
桥梁中钢-混结合段的作用是保证钢梁和混凝土梁的受力和变形得到均匀的传递。
如果结合段的设计存在缺陷则会致使结合段的刚度突变，应力传递不均匀，轻者影响桥梁的美观和行车的舒适度，重者会导致桥梁稳定性变差，影响结构的安全。
特别是双套拱塔斜拉桥，混合段的稳定性起着至关重要的作用。
因此，钢-混结合段都是设计和施工需要重点考虑的环节。
某双套拱塔斜拉桥位于湖南湘西土家族苗族自治州泸溪县武溪镇峒河与沅水交汇处，城市次干路，设计速度40 km/h，标准横断面宽27 m。
线路全长333 m，包括一座全长248 m的跨河桥梁。
主桥采用索辅梁桥受力体系，主梁为预应力混凝土连续梁，桥塔采用双肢V形钢拱塔，斜拉索空间双索面布置，主桥跨径为L=2×94 m=188 m，两侧引桥跨径30 m，桥梁总共长248 m。
大型索塔桥检查车转盘轴承有限元分析与优化
大型索塔桥检查车转盘轴承有限元分析与优化
王少君;侯力;王虹;张启帆;吴阳
【期刊名称】《轴承》
【年(卷),期】2017(000)006
【摘要】基于Hertz接触理论得到索塔桥检查车转盘轴承的最大接触应力,并进行强度校核.同时,利用Solid-works建立转盘轴承的简化模型,并通过有限元分析得到转盘轴承的应力云图.将有限元分析与理论计算值对比,验证有限元模型的正确性.在此基础上建立不同接触角的转盘轴承模型,通过对比可知:当接触角为45°～70°时,随接触角增大,转盘轴承的承载能力增大;当接触角大于70°时,继续增大接触角,转盘轴承的承载能力减小.
【总页数】5页(P17-20,64)
【作者】王少君;侯力;王虹;张启帆;吴阳
【作者单位】四川大学制造科学与工程学院,成都610065;四川大学制造科学与工程学院,成都610065;四川大学制造科学与工程学院,成都610065;四川大学制造科学与工程学院,成都610065;四川大学制造科学与工程学院,成都610065
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.33+1
【相关文献】
1.铁路钢梁桥检查车三维有限元分析 [J], 张启贵;谢后生
2.斜拉桥索塔锚固区节段有限元分析 [J], 陈嘉琪;张维伟
3.大跨度V型双拱塔斜拉桥索塔r钢-混结合段有限元分析 [J], 王大千;李志强
4.大型索塔桥检查车结构设计 [J], 何林桐;侯力;张启帆;吴阳
5.大跨度斜拉桥索塔节段试验与有限元分析 [J], 虞奇; 李靖; 刘韶辉; 聂磊鑫
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独塔斜拉桥钢混结合段应力分析
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双塔双索面组合梁斜拉桥锚拉板局部构造精细有限元分析
双塔双索面组合梁斜拉桥锚拉板局部构造精细有限元分析摘要：锚拉板作为斜拉桥拉索与主梁连接的关键结构，其受力安全对全桥的安全起着至关重要的作用，锚拉板构造及受力状态较为复杂，锚拉板破坏会造成严重后果。
目前针对双塔双索面组合梁斜拉桥锚拉板的局部受力精细有限元分析相对较少，故本文以某双塔双索面组合梁斜拉桥为工程背景，采用有限元软件建立锚拉板局部构造精细化有限元模型进行计算分析，以供类似工程借鉴和参考。
关键词：双塔双索面组合梁斜拉桥；锚拉板；局部构造；精细有限元分析1 工程概况本桥主桥为主跨跨径370m的五跨连续半漂浮体系双塔双索面组合梁斜拉桥，桥面宽30.5m，采用宝石型混凝土索塔，群桩基础，引桥为钢板组合梁桥，辅助墩及过渡墩为矩形空心薄壁墩，引桥桥墩为柱式墩+桩基础，两岸桥台均为桩柱式桥台，本桥总体布置图如图1所示。
图1 某双塔双索面组合梁斜拉桥总体布置图(单位：cm)2 有限元模型2.1 模型截取选取48mm厚锚拉板中索力最大的边跨外侧第一根拉索对应的锚拉板进行计算，分析锚拉板的受力性能。
为减小计算代价，节段纵桥向截取3个节间长，横桥向截取3.5m宽，建立考虑细部构造的精细有限元模型。
2.2 材料参数锚拉板板厚48mm，钢材材料采用Q420qD钢材，采用Z向钢板，f y=420MPa，弹性模量E=2.06×105 MPa，泊松比v=0.31；混凝土采用C55混凝土，f=24.4MPa，f td=1.89MPa，弹性模量E c=3.55×104 MPa，泊松比v c=0.2。
cd2.3 单元选用锚拉板局部计算精细化有限元模型中钢结构采用S4R单元模拟，混凝土结构采用C3D8R单元模拟，钢混接触面抗剪均通过剪力键承担，钢混接触面表面建立面-面接触单元，防止二者相互穿透。
2.4 约束加载锚拉板局部计算模型纵桥向端部约束全部的平动位移，横桥向仅约束竖向平动位移，预应力通过外荷载形式施加，锚拉板所受的斜拉索索力在全桥整体计算模型中提取，索力为6732.092kN，通过节点荷载的形式施加在局部模型的承压板上[1,2]，索力为考虑恒载、汽车、风荷载、温度、制动力等荷后承载能力状态基本组合下的索力，各荷载按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）[3]、《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01-2020）[4]等规范取值。
大跨度斜拉桥三维动力有限元建模方法的研究
文章编号:1000-1573(2005)02-0112-04大跨度斜拉桥三维动力有限元建模方法的研究周毅姝1, 杜喜凯1, 魏建国1, 刘 莉2, 王森林1, 梁素韬1①(1.河北农业大学城乡建设学院,河北保定071001;2.保定华电电力设计院有限公司,河北保定071001)摘要:斜拉桥是大跨度桥梁采用的重要结构形式,其计算模型的好坏直接关系到计算分析的准确可靠性。
本文对大跨度斜拉桥三维有限元动力模型建立技术的各个关键环节进行了详细剖析,并对实际的建模及调整提出了完整的解决方法,通过建立某大跨度斜拉桥的三维有限元动力模型,并利用试验测试的模态结果,验证了该模型的准确性和建模方法的有效性。
最后对准确有效地建立大跨度斜拉桥的三维有限元动力模型提出了若干有益的建议。
关 键 词:桥梁工程;大跨度;斜拉桥;三维有限元;动力模型;模态分析中图分类号:U 446 文献标识码:AA research on modeling 3-D f inite element dynamic model ofcable -stayed bridge with long spanZHOU Y i 2shu 1,DU X i 2kai 1,WEI Jian 2guo 1,LI U Li 2,WANG Sen 2lin 1,LI ANG Su 2tao1(1.College of Urban and Rural Construction ,Agricultural University of Hebei ,Baoding 071001,China ;2.Baoding Huadian Electric Power Design &Research Institute Co.Ltd ,Baoding 071000,China )Abstract :Cable -stayed bridge (CSB )is an important structural style in long span bridges.A prop 2er calculation model can obtain accurate and reliable results.In this paper key steps of dynamic mod 2eling a CSB with long span are described and commented in detail.According to the modeling meth 2ods ,a 3-D finite element dynamic model of a CSB with long span is established ,and a whole solu 2tion to modeling and adjusting model is put forward.Efficiency and veracity of the model are veri 2fied through modal analysis and comparing with test results.Finally ,some conductive suggestions for dynamic modeling a CSB with long span are provided.K ey w ords :bridge engineering ;long span ;cable -stayed bridge ;3-D FEM ;dynamic model ;modal analysis 斜拉桥是复杂的超静定结构,具有空间静力特性,理论上应采用空间结构来分析,但由于斜拉桥一般用于大跨度,恒载占了较大比例,而空间影响主要在于活载,静力计算确定内力与变形中采用空间模型模式或平面模型模式,对确定主梁的尺寸与配筋影响不大。
独塔斜拉桥钢-混结合段设计及有限元分析
图1 总体布置图
三、钢-混结合段构造特点
1.钢混结合段构造设计原则
根据钢-混结合段受力特点，结合段设计的一般原则为：（1）结合段保证刚度变化均匀，传力平顺、流畅；（2）
底板
承压板
PBL剪
力件
顶板
承压板
U肋
T肋
图2 结合段格室构造图
技术应用
图3 结合段整体有限元模型
2.边界条件
有限元模型采用悬臂加载的方式进行分析。
假定钢梁
与混凝土端部截面满足平截面变形假定。
混凝土端嵌固约
束；在钢梁截面形心处建立导向节点与梁体端部节点建立
多点约束，使得钢箱梁断面上各点与形心处变形协调。
将
整体模型分析计算得到的内力施加于导向节点。
图5 开孔板应力分布（单位：MPa）
五、结语
在节段梁模型以及全桥整体计算模型的基础上，对结
合段梁段建立三维实体板壳有限元精细化计算模型，模拟
不利荷载工况下结合段的传力性能，分析了不利荷载工况
下的结合段应力状态。
通过模拟计算可知，在最不利荷载
工况下结合段顺桥向轴力能够有效传递，结合段钢板、混
凝土与连接件等应力均处于较低水平，各部分作用力分担
合理。
钢混结合段构造合理、受力可靠、传力平滑，承载
能力高，能满足构造受力的需要。
(作者单位：上海林同炎李国豪土建工程咨询有限
公司)
图4 钢梁段Mises应力分布（单位：MPa）。
大跨度斜拉桥钢—混组合梁悬拼关键施工技术
大跨度斜拉桥钢—混组合梁悬拼关键施工技术作者：张忠文来源：《中国科技博览》2017年第23期[摘要]对斜拉桥钢-混组合梁悬拼施工技术研究，通过设计、计算分析，采用整体临时支墩、节段悬拼提梁机、回转吊具，墩顶临时锚固装置等一系列有效的技术措施。
保证了钢混组合梁悬臂施工顺利进行。
[关键词]斜拉桥；钢-混组合梁；悬拼；技术中图分类号：TP214 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0026-02引言近年来，钢-混凝土组合梁在我国桥梁及建筑结构中已得到了越来越广泛的应用，并且正朝着大跨方向发展。
它兼有钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，是未来结构体系的主要发展方向之一。
本文研究目的是将斜拉桥钢-混组合梁悬拼技术推广到其他连续钢箱梁桥施工技术中。
本文以黄河桥为实例，阐述了如何采用整体临时支墩、节段悬拼提梁机、墩顶临时锚固装置等一系列技术措施，解决龙门起重机不能悬臂施工、不对称吊点平衡起吊等一系列技术问题，以促进大跨度悬拼施工技术的发展。
1 工程主要结构组成济齐黄河公路大桥主桥为双塔预应力钢-混组合梁斜拉桥，跨径布置（40+175+410+175+40）m。
索塔为双柱式，采用塔墩固结、塔梁分离半漂浮体系，斜拉索呈空间扇形分部，两侧双索面布置。
主梁由边钢箱、横梁、小纵梁通过拼接板及高强螺栓连接形成钢构架，在其上架设预制桥面板，现浇混凝土湿接缝，与钢梁上的剪力钉形成整体，组成钢-混组合梁体系。
主梁上缘全宽37m，桥面板设2%的双向横坡。
主梁采用双边箱钢-混组合梁截面，边钢箱梁长12 m，宽2.8m，高3.0m，斜拉索通过钢锚箱锚固在主梁上，桥型布置图如图1如示：2 钢-混组合梁架设方案2.1 总体架设方法主梁架设采用悬拼施工方案，边钢箱与检修道要同步吊装。
架梁吊机自重按145t考虑，辅助墩支座在主梁合龙后安装，主梁悬拼时应保证辅助墩不对主梁产生支撑作用。
在主塔下游侧布设钢梁存放场，内设钢梁上桥提升站，布置65t龙门一台，钢梁存放场的小里程侧设桥面板预制场，内设40t龙门一台，用于预制板的混凝土浇筑及起吊存放。
拱塔斜拉桥桥塔钢-混结合段空间受力分析
力 特性 与应力 分 布情况 ． 随着 拱形 桥塔 的结 构 形式 被 越来 越 多 地应 用 在 独塔斜 拉 桥 的设 计 中 ， 相 关 人 员 也 对 其 进 行 了
一
混 结合 段 是 桥 塔 刚 度 过 渡 段 ， 承受 着 很 大 的 轴
收 稿 日期 ： ２ Ｏ １ ３ 一Ｏ ３ —１ ８ 作者简介 ： 张西丁（ １ ９ ８ ９ 一） ， 男， 同济 大 学 硕 士 生 ．
中 图分 类 号 ： Ｕ４ ４ ８ ． ２ ７ 文献 标 识 码 ：Ａ
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ｍｅ ｃ ｈａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ｅ ｈ ａ ｖ ｉ ｏ ｒ ｏ ｆ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ 。 ｃ ｏ ｎｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｃ ｏ ｍｂｉ ｎ ｅ ｄ
应 力方式 连接 ， 承压板 上设 置 圆孔 ， 便 于预 应 力钢
筋 通过 ．
善
ｎ
８
中部 ， 竖 向高 度为 １ ７ ｍ， 与 其他 桥 相 比 ， 结 合 段较
长， 并且 在整个 桥塔 的相对 位置 较高． 现 有对钢 一混组 合 桥塔 的研 究 大 都集 中在其
承载能 力［ ３ ］ 、 剪 力键 的受 力性 能 ［ ２ “ 和索塔 锚 固区
拱 塔斜 拉 桥 桥 塔 钢 一 混 结 合 段 空 间受 力分 析
张 西丁 ， 石 雪 飞
（ 同济 大 学 桥 梁 工 程 系 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ）
摘
要： 斜 拉 桥 桥 塔 钢 一混 结 合 段 结 构 复 杂 ， 构 件众 多， 使得 其受力 状态 极为复杂． 以某 拱 塔 斜 拉 桥 的
近几 年来 ， 钢 一混 凝 土 结 合 桥 塔 逐 渐 应 用 于 斜 拉 桥建设 中 ， 如： 南 京 长 江第 三 大 桥 、 江 苏 苏 通
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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采用大型空间有限元分析软件 ｍｉｄａｓｆｅａ分析 主塔钢 －混结合段处的应力水平及应力分布情况。 空间有限元模型全部采用实体单元精确模拟，连接 处各个板件包括主塔顶板、底板、腹板、横隔板和加 劲肋以及混凝土塔座等，划分网格时可将关心区域 的网格划分得更细些。为方便从全桥计算结果中提 取局部力边界条 件 且 满 足 圣 维 南 原 理 的 要 求，主 塔 钢 －混结合段处局部模型截取范围为钢塔取 ３ｍ，混
朝阳新城东街大桥为跨径组合 ２×９０ｍ双拱塔 斜拉桥。主梁采用单箱四室预应力混凝土箱梁，拱 塔采用双拱塔 Ｖ字形，拱塔中心倾斜 ２０°，拱轴线为
椭圆线，拱塔断面为单箱单室钢箱断面。拱塔拉索 锚固采用钢锚箱方式，腹板之间沿斜拉索的角度设 置 ４０ｍｍ厚承压侧板。承压侧板外侧设置 ２５ｍｍ厚 加劲板。承压侧板与加劲板顶面设置厚度为 ４０ｍｍ 的承压顶板，承压顶板顶面设置厚 ６０ｍｍ锚垫板。 斜拉索和水平拉索采用标准强度为 １６７０ＭＰａ的高 强度镀锌平行钢丝外挤包高密度聚乙烯拉索，全桥 共 ６０根。主墩为矩形实心混凝土墩，顺桥向宽 ３ｍ， 横桥 向 为 ２个 独 立 基 础，承 台 厚 ５ｍ，承 台 下 设 １６ ２ｍ钻孔灌注桩。桥型布置图见图 １所示。 ２ 模型建立 ２．１ 钢 －混结合段结构构造
２０１８年 第 １期 北 方 交 通
文章编号：１６７３－６０５２（２０１８）０１－０００１－０４ ＤＯＩ：１０．１５９９６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｂｆｊｔ度 Ｖ型双拱塔斜拉桥索塔 钢 －混结合段有限元分析
王大千１，２，李志强１
（１．中国市政工程东北设计研究总院有限公司 长春市 １３００２１；２．西南交通大学土木工程学院 成都市 ６１００３１）
摘 要：主塔钢 －混结合段是索塔受力的关键部位，是结构设计中重点关注的细部结构，因此有必要进行局部 应力分析。首先根据圣维南原理，采用大型空间有限元分析软件 ｍｉｄａｓｆｅａ建立了主塔钢 －混结合段的有限元模 型，然后分 ４种静力荷载工况对钢 －混结合处的应力水平及应力分布情况进行了较为详细的分析。结果表明：主 塔钢 －混结合段各构件应力水平不高，钢结构处于弹性工作状态，未出现屈服，混凝土主拉与主压应力水平较低， 结构设计合理，能够满足设计与使用要求。 关键词：斜拉桥；Ｖ型双拱塔；钢 －混结合段；空间应力；有限元分析
表 １ 各静力荷载工况下锚固面 各板件及混凝土塔座的最大应力值
和 Ｎ２ａ板的相交处。各构件发生最大应力值时，应力 较为均匀，没有明显的应力集中现象，整体应力水平
位置
Ｎ１和 Ｎ１ａ Ｎ２和 Ｎ２ａ Ｎ３和 Ｎ３ａ 混凝土 主拉应力 塔座 主压应力
２０１８年 第 １期 王大千等：大跨度 Ｖ型双拱塔斜拉桥索塔钢 －混结合段有限元分析
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图 ３ 索塔钢 －混结合段有限元模型
成桥状态下的轴力取值为 １３０ｔ。 ３ 空间应力分析
分 ４种静力荷载工况对钢 －混结合处的应力水 平及应力分布情况进行较为详细的分析。各静力荷 载工况下锚固面各板件及混凝土局部空间应力分析 结果见表 １。
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北 方 交 通 ２０１８年 第 １期
图 １ 桥型布置图 ／ｃｍ
图 ２ 主塔钢 －混结合段构造示意图 ／ｃｍ
板，并在锚固板上设置宽度 ２５０ｍｍ、厚 ２５ｍｍ的加劲 板。加劲板上设置若干直径 １００ｍｍ的钢筋穿过孔， 通过预设直径为 ２５ｍｍ的钢筋，使其与混凝土塔柱 更为牢固地结合为一体，具体见图 ２所示。 ２．２ 有限元模型
凝土塔座按照实际结构去模拟［８－１０］。有限元模型见 图 ３。 ２．３ 边界条件
根据整体分析的结果，将主力组合荷载作用下 提取出的对应构件对应位置的内力互相叠加后，将 内力由整体模型中的单元局部坐标系转换为局部模 型的整体坐标系下，即得到局部模型中每个杆件应 施加的力边界条件，并按静力等效原则将转换后的 内力施加于各断面。鉴于有限元模型有三个自由 端，为了消除刚体位移，此处将主塔下端固定，即约 束此端节点的全部自由度，其它自由端按静力等效 原则施加力的边界条件，按照总体计算得到的钢 － 混 接头处各工况下截面内力进行加载，锚杆力考虑
中图分类号：Ｕ４４８．２７ 文献标识码：Ａ
０ 引言 近年来随着城市建设的发展越来越多的跨河桥
梁兴建起来，桥梁不仅承担着连通河两岸的结构物 更起着提升城市景观的作用。由于斜拉桥在力学上 具有受力简洁明快、施工工艺成熟，在景观上因其索 塔高大挺拔、拉索刚劲有力、主梁线形柔美等特点备 受业主青睐。由于双拱塔构成的 Ｖ型不仅寓意胜 利、旗开得胜之意而且也似一双张开的双手，有开放 包容之意，同时兼具拱桥与斜拉桥的美学特点，越来 越多地应用到斜拉桥的桥塔造型中，如沈阳三好桥、 西安沣河桥、荔波官塘大桥等。目前对于斜拉桥的 局部分析多是针对索塔锚固区、主梁钢 －混结合段 等［１－３］，而针对钢 －混索塔的钢 －混结合段来说研 究较少，然而其本身构造的复杂性及结构的重要性， 有必要进行局部应力分析［４－６］。以朝阳新城东街大 桥（跨径组合 ２×９０ｍＶ型双拱塔斜拉桥）为工程实 例，建立了桥塔钢 －混结合段的局部有限元模型，对 关键板件进行了空间应力分析，得出一些结论以供 设计参考。 １ 工程概况