自锚式悬索桥空间主缆线形的计算方法

基于空间分析模型,研究了自锚式悬索桥空间主缆线形的精确计算方法,根据主缆在吊杆之间的各索段在自重作用下呈悬链线,推导并研究了空间主缆在吊杆力作用下坐标的迭代计算方法.根据主缆空间线形及其理论交点,确定合理的鞍座位置,根据主缆无应力长度不变的原则,确定主缆的空缆线形.基于上述理论,以某空间缆索自锚式悬索桥为例,进行了详细的分析,给出了主缆无应力长度、鞍座位置、鞍座预偏量等,确定了该桥的合理成桥状态及空缆状态时的线形.算例分析表明:空间缆索自锚式悬索桥主缆线形计算方法是正确、可行的.     

独塔悬索桥基本参数研究

基于挠度理论以及等代梁法，分析矢跨比和高跨比对主缆和索塔用量的经济性影响和结构受力变形的影响，得出矢跨比和高跨比在经济性和结构刚度方面的各自适用范围.为验证建议范围内的矢跨比和高跨比可以满足结构经济性的同时亦满足结构的受力变形要求，试设计一座独塔双主跨悬索桥，并与中国某三塔悬索桥进行比较分析.结果表明：独塔悬索桥主缆用量比三塔悬索桥减少约14%，索塔造价减少约3.5%活载作用下独塔悬索桥主梁最大挠跨比、主梁最大转角以及塔顶最大纵向位移均小于三塔悬索桥.选择合适的矢跨比和高跨比的独塔悬索桥，可以兼顾结构的经济性和使用性，还可与三塔悬索桥方案竞争.     

大跨度自锚式悬索桥稳定性研究

利用大跨度悬索桥的挠度理论,建立了自锚式悬索桥加劲梁在恒载、恒载与活载及活载下的变形与荷载的平衡方程.对所建立的方程进行分析后,得到了如下结论:自锚式悬索桥加劲梁在恒载状态设计时,应按受横向荷载作用的压弯梁验算面内稳定性,但是活载作用下不存在面内稳定问题.此外提出了自锚式悬索桥的静力特性可以比拟为变高度连续桁架梁的观点,用此观点解释了所得到的理论研究结论.通过一座实桥的极限承载力分析和在根据实桥按比例制作的全桥试验模型上进行超载试验,证明了本文理论分析的结论是正确的.     

柔性吊桥设计理论及其应用研究Ⅲ.简易柔性悬索桥主索张力的研究

在简易柔性悬索桥桥型几何模型分析的基础上 ,对主索张力及其计算误差进行分析研究 .探讨典型桥及其变型桥主索张力的计算方法 ,为简易柔性悬索桥主索设计计算提供理论依据     

管道悬索桥主索架设基于PPWS法的改进与应用

针对管道跨越悬索桥主索架设工艺复杂、质量要求高以及可用技术、设备等相对单一的现状,基于预制平行钢丝束索股法(Precast Parallel Wire Strand Method,PPWS法),借鉴公路、铁路等悬索桥主索架设技术,并根据管道跨越悬索桥的结构特点,结合实际经验,对主索架设工艺进行了创新,明确了PPWS技术应用于管道跨越悬索桥主索架设的工艺流程以及相关设备、设施的设计原则,并重点介绍了各步骤的技术要点。结果表明:通过对PPWS技术进行改进和应用,该技术适用于管道跨越悬索桥主索架设,可在一定程度上提高架设的效率和质量,也可将其推广应用至其他单跨、多跨等多种形式的悬索桥主索架设。     

生态旅游景区简易悬索桥设计研究

根据生态旅游景区简易索桥设计的特点及要求，结合武夷山自然保护区桃源峪简易悬索桥工程设计，对悬索桥设计的关键部分－总体设计方案选优和主要技术参数的选择进行分析，使悬索桥设计达到美观、经济、安全、实用的目的。     

大跨悬索桥动力特性的敏感性分析

以四渡河悬索桥为研究背景,建立了该大跨钢桁架加劲梁悬索桥的空间动力计算模型,研究了土-桩-桥相互作用和中央扣的设置方式对大跨悬索桥动力特性的影响.结果表明,土-桩-桥相互作用对悬索桥动力特性的影响主要是以塔振动为主的频率减小;中央扣的设置使得悬索桥刚度有所增加,相应的各阶频率增大,但各类振型受影响的程度不同,其中反对称扭转振动频率和以纵飘振动为主的频率增加最为显著,并且刚性中央扣作用高于柔性中央扣.     

索结构几何非线性分析的悬链线索单元法

基于索的基本假定和悬链线平衡方程,通过对沿索曲线均布荷载作用下的索段分析,得到了索端力和索的几何线形之间的对应关系;进一步通过索单元的柔性迭代分析,获得了内力改变和位移增量之间的关系,进而得到索单元的刚度矩阵和节点力,从而建立起了空间悬链线索单元的几何非线性有限元分析方法.经典算例结果证明了空间悬链线索单元的正确性,同时具有较高的精度,可为大跨度悬索桥、斜拉桥以及张拉结构等几何非线性较强的结构精确分析提供强有力的计算工具.     

大跨径混凝土自锚式悬索桥非线性静力分析

介绍了自锚式悬索桥受力特点及其非线性分析理论,并以某一混凝土自锚式悬索桥为例,考虑主缆大位移、主梁和主塔的P-Δ效应、主缆吊索的初应力以及混凝土的收缩徐变等非线性因素的影响,对以下5种荷载组合:组合I(恒载+公路-I级+人群荷载)、组合II(恒载+公路-I级+人群荷载+收缩徐变)、组合III(恒载+公路-I级+索降温)、组合IV(恒载+公路-I级+整体升温)、组合V(恒载+公路-I级+主梁温差)进行了非线性力学性能分析.计算结果表明该桥力学性能满足设计规范要求.分析比较了结构参数及形式的变化对桥梁受力性能的影响,所得结论对同类桥梁的研究有一定的参考性.     

管道悬索桥空缆下的索夹放样

悬索桥主缆的空缆线形和成桥线形差距较大,为确保悬索桥施工后的成桥线形最大限度地符合图纸设计线形,吊杆点位的准确性显得至关重要,而决定吊杆点位准确性的索夹在主缆空缆线形上的放样工作则是重中之重。采用悬链线无应力长度精确求解公式,详细分析了索夹点位在空缆状态与成桥状态之间的函数对应关系,并提出了索夹以坐标平距进行施工放样的迭代计算方法。以某管道悬索桥为实例,分析了索夹坐标平距放样数据,温度、跨度及放样过程等因素对索夹点位放样精度的敏感性和影响,其结果有利地指导了索夹放样施工工作。索夹实际施工放样结果表明,放样精度可控制在1 cm内,完全满足施工误差要求。通过工程实例,论证了所述索夹坐标平距迭代求解公式、索夹平距放样方法、温度和跨度修正方法等在悬索桥空缆下的索夹施工放样中的实用性。     

海底悬跨管道形成及破坏机理

海底管道悬跨段的出现将会增加管道所受载荷作用力,使管道更易发生破坏。基于海底悬跨管道的特征,简要分析了海底管道的悬跨机理,总结了悬跨段在重力、浮力、波浪力及海流力作用下的破坏机理和研究现状,并对悬跨管道研究的发展趋势进行了展望。结果表明:分析不同结构形式的海底管道在复杂荷载联合作用下的变形和破坏已成为海底管道悬跨段研究的重要发展方向;今后有必要系统地研究流场特性和地震动特性对管道周围流场和受力的影响规律,计算更复杂约束下海底悬跨管道的允许悬跨长度,以及从多种判定依据着手分析比较海底管道允许悬跨长度,并得到相应判定依据的适用范围。     

大跨自锚式悬索桥颤振稳定性的敏感性分析

基于桥梁多振型耦合的气弹性理论,建立了基于特征值问题的气动参数敏感性分析方法,并结合目前国内最大跨度的独塔和双塔自锚式悬索桥的风洞试验资料,分别探讨截面形状、气动阻尼、模态耦合、颤振导数等对桥梁气动性能的影响.分析结果表明:对于具有扁平流线型钢箱梁的自锚式悬索桥,其颤振临界风速的计算结果比较接近于薄平板,且绝大部分能量都集中到扭转振型上,表明对颤振发生起主导作用的是扭转模态;结构阻尼的增加在一定范围内对抑制结构响应所起的作用明显.以上特点表明自锚式悬索桥的空气动力性能与斜拉桥更为接近.     

EVP模型及其在预压处理软土路基水平位移计算中的应用

【目的】研究将EVP模型应用于预压荷载作用下软土路基水平位移计算的可行性,为软土路基稳定性的评价与控制提供支持。【方法】通过绘制应力和应变增长路径变化的图形,分析了真空预压、堆载预压以及真空 堆载联合预压法加固软土路基时土体的应力和应变变化,介绍了EVP模型的基本公式和计算过程,提出了用该模型表示软黏土的应力－应变关系,结合经典比奥固结理论,推导了考虑蠕变的预压荷载作用下软土固结变形的有限单元计算方法,并进行了工程实例计算。【结果】1）不同预压方法的应力路径和应变路径均不相同;2）用EVP模型描述不同预压荷载作用下软黏土的应力－应变关系时,其具有不考虑应力路径和不划分主、次固结的优越性;3）在比奥固结理论中,用EVP模型反映软土的物理方程时,能全面描述考虑弹黏塑性质的软土路基的固结变形,可准确计算软土路基的水平位移;4）EVP模型的软土土体黏性参数ψ/V和塑性参数λ/V对水平位移都有比较明显的影响。【结论】用EVP模型反映软土的弹黏塑性的本构关系时,可相对准确地计算预压荷载作用下软土路基的水平位移。     

管道悬索跨越大型主塔液压自爬模技术的工艺创新

通过对液压自爬模技术进行技术改造,对管道跨越悬索桥大型主塔建造进行工艺创新,总结了液压自爬模系统安装、主塔浇注成型的工艺流程,明确了主要操作要点及质量保证措施。基于充分保证施工安全的考虑,提供了爬模受力构件安全校核的理论公式和经验公式。结果表明:改造后的液压自爬模施工技术完全能够适应大型管道悬索跨越主塔施工,也可应用于其他管道跨越高耸混凝土主塔施工中。工程实际应用结果表明,该技术可以提高施工工效,同时能够使混凝土主塔具有良好的外观和强度,可以为管道跨越混凝土施工提供可借鉴的技术思路。     

输电塔、螺旋锚基础、土体系相互作用下的可靠度分析

依据两种不同的计算输电塔、螺旋锚基础、土体系相互作用的简化计算模型,用有限元原理分析了风荷载作用下计算模型不同时对相互作用下体系可靠度的影响：考虑相互作用时,主要失效路径并无不同,失效概率增大;不同的计算模型对相互作用下的可靠度有影响。     

竖向荷载差作用下多层砌体房屋顶层裂缝行为研究

构建了能够反映实际情况的U型砌体结构实体研究模型,实时测定并分析了U型砌体结构实体模型在竖向荷载差作用下纵横墙(即非承重与承重墙)的变形,以及裂缝的产生和发展行为．结果表明,纵横墙变形大小随荷载增加而增大,并且当荷载增加至一定值时,纵横墙相交部位将出现变形骤增,反映出竖向荷载差的累积作用效应,同时伴有裂缝的产生和扩展．对于多层砌体结构房屋而言,竖向荷载差是除温度差等因素外导致项层裂缝产生和发展的又一重要影响因素．还首次建立了U型多层砌体结构足尺模型在竖向荷载差作用下的最大剪应力计算分析模型和计算方法,为《砌体结构设计规范》的进一步完善和扩展提供了有价值的理论参考．     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁的动力响应和破坏过程分析

利用显式动力有限元程序ANSYS/LS-DYNA对钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟,混凝土采用LS-DYNA程序中提供的三维SOLID164单元和Mat-Holmquist-Jobnson-Cook(HJc)混凝土累积损伤材料模型,钢筋采用BEAM161梁单元和等向随动强化材料模型(Mat-Plastic-Kinematic),建立离散式三维有限元计算模型.对不同配筋率钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下受力特性和破坏过程进行数值分析,计算中考虑了不同爆炸距离、炸药当量对结构动力响应的影响.基于LS-DYNA的数值模拟结果表明,钢筋混凝土梁在不同爆炸荷载作用下会发生不同程度的破坏,得到了影响梁破坏模式的主要影响因素,有关结论可为钢筋混凝土梁的抗爆设计及加固提供参考.     

轴向和橫向荷载同时作用下的桩基计算

本文在现行m法假设基础上,导得了考虑轴向集中荷载、桩自重、桩侧摩阻力及横向荷载综合作用下柔性桩的分析解.文中计算指出:当桩的自由长度及轴向荷载较大时,p-△效应对桩身弯矩的影响是不容忽视的.本文解答弥补了现行m法理论不计轴力的不足.此外,本文从弯矩、位移等效原理出发,得到了基桩地面以上部分在轴向集中荷载及沿轴向均布荷载作用下桩顶位移及地面处桩身弯矩的计算式,该解答亦可用于各类悬臂梁柱的静力计算.     

川气东送管道野三河跨越方案比选与实施

针对川气东送管道工程大口径双管敷设、一用一备工况、以水为介质的质量检验及高落差大跨度运行环境等要求,对悬索桥、钢桁架斜腿钢构桥、上承式钢管混凝土拱桥3种桥型进行比选,确定了悬索桥跨越方案;进行了大比例节段模型涡振试验、三分力试验及全桥气弹性模型风洞试验,依据试验结果,给出了消除涡振的空气动力学措施,提供了全桥静风荷载风载参数,确定风缆索的初拉力为2400kN,并将原设计风缆索由92ZAA6×55SWS+IWR1770的粗直径钢芯钢丝绳调整为100ZAA6×55SWS+IWR1770的粗直径钢芯钢丝绳。野三河悬索结构主桥的索塔、主缆、主梁、吊杆及锚碇组是施工质量检验阶段的5大关键控制点,基于各控制点的实时监测结果,对控制参数进行调整,在工程质量控制方面取得了良好的效果。     

自锚式悬索桥施工过程模拟分析

基于UL列式的虚功增量方程,推导出了适用于悬索桥缆索几何非线性分析的两节点悬链线索单元,并在此基础上,提出了一套模拟自锚式悬索桥施工全过程的精细迭代算法.以佛山市平胜大桥独塔自锚式悬索桥(主跨350 m)为例,对加劲梁的施工拟采用2种模拟方法,方法1为“等效集中力法”,即把加劲梁的重量等化为集中力作用在主缆上,而方法2则是考虑加劲梁的重量由主缆和加劲梁共同承担.应用自编程序,分别对其进行了施工过程的模拟计算,得到了各自的鞍座及索夹偏位、主缆初始线形等架设参数以及一期恒载、二期恒载状态下的结构几何形状及内力.通过对2种施工模拟方法的比较分析得出,方法1具有较好的可行性.