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Optimization of Dead Load State in Earth-Anchored Cable-Stayed Bridges

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Journal of Harbin Institute of Technology(New Series) 2015年第3期22卷 87-94页

作者： Bin Sun rucheng xiao Department of Bridge Engineering Tongji University

In order to determine the reasonable completed dead load state in earth-anchored cable-stayed bridges,a practical method is proposed. The method is based on the rigidly supported continuous beam method and the feasible zone method,emphasizing on the mutual effect between the self-anchored structural parts and the earth-anchored ones. Three cable-stayed bridge models are designed with the main spans of 1 400 m,including a partially earth-anchored cable-stayed bridge,a cable-stayed-suspension bridge and a fully selfanchored cable-stayed bridge,in which the C50 concrete and Q345 steel are adopted. The partially earthanchored cable-stayed bridge and the cable-stayed-suspension bridge secure lower compressive force in the girder than the fully self-anchored cable-stayed bridge by 25 percent at least. The same is for the material consumption of the whole bridge. Furthermore,the anchor volume is more than 20% lower in the partially earthanchored cable-stayed bridge than that in the cable-stayed-suspension bridge. Consequently,the practical span of cable-stayed bridges can be accordingly extended.

关键词： cable-stayed bridge partially earth-anchored cable-stayed bridge cable-stayed-suspension bridge reasonable completed dead load state

Preliminary design and parametric study of 1400 m partially earth-anchored cable-stayed bridge

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Science China(Technological Sciences) 2010年第2期53卷 502-511页

作者： SUN Bin, CHENG Jin & xiao rucheng Department of Bridge Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China Department of Bridge Engineering Tongji University Shanghai China

The preliminary design and parametric study of 1400 m partially earth-anchored cable-stayed bridge are described. Static per-formance of this new type of bridge is discussed. Compared with fully self-anchored cable-stayed bridge, its advantages in fin-ished state are summarized. Based on numerical calculation, effects of several structural parameters on static performance are presented.

关键词： partially earth-anchored cable-stayed bridge preliminary design parametric study

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大跨度CFRP缆索悬索桥的抗风稳定性能

同济大学学报（自然科学版） 2012年第4期40卷 499-507页

作者：李扬肖汝诚同济大学桥梁工程系上海200092 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

以主跨为2 000～5 000m的悬索桥为研究对象,利用悬索桥静风稳定和颤振稳定的非线性有限元计算方法,分析了CFRP(碳纤维增强塑脂)缆索悬索桥的抗风性能.对比研究指出,采用了CFRP缆索后,静风失稳风速将降低,而颤振失稳风速则略微提高,这是... 详细信息

以主跨为2 000～5 000m的悬索桥为研究对象,利用悬索桥静风稳定和颤振稳定的非线性有限元计算方法,分析了CFRP(碳纤维增强塑脂)缆索悬索桥的抗风性能.对比研究指出,采用了CFRP缆索后,静风失稳风速将降低,而颤振失稳风速则略微提高,这是由缆索质量降低和扭转基频提高的综合作用引起的.为了进一步提高CFRP缆索悬索桥的抗风性能,讨论了一系列相应的改善措施,并对其有效性进行了验证.结果表明:增大矢跨比对提高抗风性能有一定的作用;当主跨为3 000m级或以下时,可以采用辅助拉索;当主跨达到4 000m级时,可以采用带有稳定板的中央开槽箱梁;当主跨超过5 000m时,则应采用分离式中央窄断面或宽开槽断面.

关键词：悬索桥碳纤维静风稳定颤振

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考虑垂度及抗弯刚度影响的斜拉桥索力测试

华中科技大学学报（自然科学版） 2014年第3期42卷 92-95,101页

作者：吴霄肖汝诚同济大学桥梁工程系上海200092

基于轴向受力梁的振动微分方程,提出同时考虑拉索垂度及抗弯刚度的拉索振动非线性微分方程,并引入多尺度法求解拉索非线性振动问题,得到拉索频率与索力的非线性关系式.对拉索非线性振动频率的公式进行分析,研究初始条件、索力、抗弯刚... 详细信息

基于轴向受力梁的振动微分方程,提出同时考虑拉索垂度及抗弯刚度的拉索振动非线性微分方程,并引入多尺度法求解拉索非线性振动问题,得到拉索频率与索力的非线性关系式.对拉索非线性振动频率的公式进行分析,研究初始条件、索力、抗弯刚度及拉索的几何特性对基频的影响,建立索力计算的实用公式并对公式的适用范围进行讨论,将其与目前索力计算公式及有限元分析结果进行比较.结果表明:所获得的基频计算公式简单实用,能同时考虑拉索抗弯刚度与垂度的共同影响,满足精度要求.

关键词：索力测试垂度抗弯刚度非线性振动多尺度法

基于层次分析-模糊综合评价法的桥梁火灾风险评估体系

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同济大学学报（自然科学版） 2015年第11期43卷 1619-1625页

作者：孙博肖汝诚同济大学土木工程学院上海200092

基于火灾分析理论和火灾场景分析进行桥梁火灾风险识别,建立多层次桥梁火灾风险评估指标体系;将模糊数学引入层次分析方法,结合传统的定性分析方法和定量分析方法各自的优势,采用层次分析-模糊综合评价法(AHP-FCE)估计风险概率和风险损... 详细信息

基于火灾分析理论和火灾场景分析进行桥梁火灾风险识别,建立多层次桥梁火灾风险评估指标体系;将模糊数学引入层次分析方法,结合传统的定性分析方法和定量分析方法各自的优势,采用层次分析-模糊综合评价法(AHP-FCE)估计风险概率和风险损失.应用层次分析法(AHP)建立各指标权重,利用模糊综合评价法(FCE)进行多层次综合评判;根据风险概率和风险损失估计值及其等级标准,通过二维风险评价矩阵获得桥梁火灾风险水平并给出基本的风险控制准则.运用上述评估体系对某跨江大桥方案火灾安全风险进行了分析评估.

关键词：桥梁火灾安全层次分析法模糊综合评价法

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CFRP与钢组合斜拉索设计方案及理论研究

同济大学学报（自然科学版） 2010年第1期38卷 12-17页

作者：熊文肖汝诚同济大学桥梁工程系上海200092

提出两种碳纤维增强塑料(CFRP)与钢组合的斜拉索方案:CFRP与钢组合截面斜拉索,以及CFRP与钢组合结构斜拉索.前者发挥CFRP材料的优异性能,同时避免CFRP材料的锚固难题,两种材料的截面面积比为关键设计参数;后者将CFRP斜拉索与钢斜拉索在... 详细信息

提出两种碳纤维增强塑料(CFRP)与钢组合的斜拉索方案:CFRP与钢组合截面斜拉索,以及CFRP与钢组合结构斜拉索.前者发挥CFRP材料的优异性能,同时避免CFRP材料的锚固难题,两种材料的截面面积比为关键设计参数;后者将CFRP斜拉索与钢斜拉索在同一桥梁不同跨度区域分别应用,优化了整桥经济性能,不同材料斜拉索合理跨度区域的确定是其设计关键.采用解析解形式的参数分析,给出不同情况下关键设计参数的推荐数值,从理论上初步证明了两种方案替代传统钢斜拉索的可行性.

关键词：组合斜拉索 CFRP与钢组合截面 CFRP与钢组合结构斜拉桥关键设计参数参数分析

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大跨度混合梁斜拉桥耐久性失效风险评估

同济大学学报（自然科学版） 2015年第3期43卷 364-370页

作者：林晶肖汝诚同济大学土木工程学院上海200092

为建立大跨度混合梁斜拉桥的耐久性失效风险评估体系,在分析耐久性和风险已有定义的基础上,从评估角度明确了耐久性失效风险的相关概念.考虑耐久性时间跨度大的特点,通过调研咨询识别了长期作用类型的风险因素,建立了大跨度混合梁斜拉... 详细信息

为建立大跨度混合梁斜拉桥的耐久性失效风险评估体系,在分析耐久性和风险已有定义的基础上,从评估角度明确了耐久性失效风险的相关概念.考虑耐久性时间跨度大的特点,通过调研咨询识别了长期作用类型的风险因素,建立了大跨度混合梁斜拉桥耐久性失效风险源库.综合专家调查法、模糊综合评判法和层次分析法,研究了基于专家调查的模糊层次分析法用以评估耐久性失效风险.将重要度分析该概念引入耐久性失效风险评估,提出了耐久性失效风险重要度分析,该方法可以评价底层风险源对顶上风险事件的影响程度.以某长江大桥算例实践了上述风险评估体系,证明了其可行性.该体系可为大跨度混合梁斜拉桥的安全运营和预防性养护提供参考.

关键词：桥梁工程混合梁斜拉桥耐久性风险评估风险重要度