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斜拉拱桥的构造特点及静力分析

中外公路 2006年第4期26卷 99-102页

作者：易壮鹏王连华吕建根湖南大学湖南长沙410082

该文比较了斜拉拱桥与斜拉桥、拱桥的异同,分析了斜拉拱桥的构造特点,并以80 m和320 m跨径的两座斜拉拱桥为例,探讨了斜拉索倾角变化对斜拉拱桥静力性能的影响,得出了主拱内力以及稳定系数在斜拉索倾角改变时的分布规律。由此可以找到... 详细信息

该文比较了斜拉拱桥与斜拉桥、拱桥的异同,分析了斜拉拱桥的构造特点,并以80 m和320 m跨径的两座斜拉拱桥为例,探讨了斜拉索倾角变化对斜拉拱桥静力性能的影响,得出了主拱内力以及稳定系数在斜拉索倾角改变时的分布规律。由此可以找到一个最佳的斜拉索倾角值使主拱弯矩分布均匀、峰值最小;索与拱共同承担荷载,轴力分布合理;桥梁结构具有良好的稳定性。

关键词：斜拉拱桥索-拱结构倾角内力分析稳定性

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斜拉拱桥空间稳定性分析

世界桥梁 2007年第3期35卷 51-54页

作者：陈冠桦盛兴旺贵州省交通规划勘察设计研究院贵州贵阳550001 中南大学土木建筑学院湖南长沙410075

以湘潭市湘江四大桥主桥为研究对象,利用大型通用有限元程序建立斜拉拱桥的三维空间有限元模型,计算该桥梁结构的稳定安全系数,对桥梁的失稳特征进行分析。计算结果可为该桥的施工以及使用阶段的健康检测和维护提供参考。

关键词：斜拉拱桥稳定性有限元分析

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斜拉拱桥拱肋横撑对动力和稳定性的影响

广西大学学报（自然科学版） 2010年第1期35卷 78-82页

作者：艾永明黄平明钱雪松杨炳成长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室陕西西安710064

运用有限元软件ANSYS对某斜拉拱桥进行动力和稳定性分析,对比分析了横撑数量、形式及布置部位等因素对结构动力和稳定性能的影响。结果表明,斜拉拱桥的面外刚度低于面内刚度,且其横向稳定问题较普通拱桥更为突出;横撑布置方式对斜拉拱... 详细信息

运用有限元软件ANSYS对某斜拉拱桥进行动力和稳定性分析,对比分析了横撑数量、形式及布置部位等因素对结构动力和稳定性能的影响。结果表明,斜拉拱桥的面外刚度低于面内刚度,且其横向稳定问题较普通拱桥更为突出;横撑布置方式对斜拉拱桥面外刚度和扭转刚度影响较大,对面内刚度影响很小;拱顶横撑质量对结构动力和稳定性能的影响较其刚度大,此处不宜采用"米"字撑;增大除拱顶外其他部位横撑刚度对提高结构动力和稳定性能的效果比增加横撑数量更为明显,但一定数量的横撑是保证结构横向刚度的前提,且"K"字撑对动力和稳定性能的影响较"米"字撑显著。

关键词：斜拉拱桥有限元法动力和稳定性能拱肋横撑

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斜拉拱桥动力特性分析

公路 2005年第11期50卷 36-39页

作者：赵跃宇杨相展康厚军湖南大学土木工程学院长沙市410082

斜拉拱桥是一种新型组合桥梁,以湘潭市湘江四大桥为例,利用AN SY S软件建立了斜拉拱桥的三维空间有限元模型,对其振动频率及振型进行了分析,并讨论了主要结构参数对振动频率的影响,为斜拉拱桥的设计提供参考。

关键词：斜拉拱桥动力特性有限元法

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斜拉拱桥自振特性分析

铁道科学与工程学报 2007年第2期4卷 24-28页

作者：盛兴旺徐璇中南大学土木建筑学院湖南长沙410075

以湘潭市湘江四桥为例,利用大型通用有限元程序建立了斜拉拱桥的2种三维空间有限元模型,计算该桥梁结构的自振频率和振型,分析主要结构参数对振动特性的影响,并与同等跨度的系杆拱桥自振特性进行对比分析。从计算数据可以看出,梁杆系模... 详细信息

以湘潭市湘江四桥为例,利用大型通用有限元程序建立了斜拉拱桥的2种三维空间有限元模型,计算该桥梁结构的自振频率和振型,分析主要结构参数对振动特性的影响,并与同等跨度的系杆拱桥自振特性进行对比分析。从计算数据可以看出,梁杆系模型具有足够的精度,是一种较为合理适用的分析方法。横向刚度对结构的稳定性起控制作用,该桥横撑位置和数目的变化对结构的自振特性影响较大,其数目适当增加,能有效提高结构的横向刚度,而斜拉索和索塔刚度对其影响相对较小。上述结果和结论可为该桥的设计、施工以及使用阶段的健康检测和维护提供技术参数和依据。

关键词：斜拉拱桥自振特性有限元系杆拱桥振型

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斜拉拱桥力学性能分析

斜拉拱桥力学性能分析

作者：金怡新湖南大学

学位级别：硕士

斜拉拱桥作为一种全新的结构体系,兼备斜拉桥和拱桥的优点,而又各有不同,结构体系更为复杂,目前该桥型国内外尚无先例,其理论研究也才刚刚起步。本文结合工程实际,以在建的湘潭市湘江四大桥为工程背景,在斜拉拱桥的静力特性、极限承载... 详细信息

斜拉拱桥作为一种全新的结构体系,兼备斜拉桥和拱桥的优点,而又各有不同,结构体系更为复杂,目前该桥型国内外尚无先例,其理论研究也才刚刚起步。本文结合工程实际,以在建的湘潭市湘江四大桥为工程背景,在斜拉拱桥的静力特性、极限承载力、抗震性能等方面进行了分析探讨,具体工作和研究结果如下:(1)首先总结几种常用桥型面内自振基频的近似公式,利用能量法推导了斜拉拱桥面内自振基频的简化计算公式,并分别考虑了索的作用位置、索的数量、拱的矢跨比等结构参数对面内自振基频的影响。(2)利用大型通用有限元软件ANSYS建立了湘潭市湘江四大桥的三维有限元模型,分别考虑线弹性、几何非线性和材料非线性对斜拉拱桥的结构内力进行计算,并分析了索面形状、主拱肋含钢率及斜拉索索力等参数对其结构内力的影响。(3)考虑双重非线性对湘潭市湘江四大桥进行极限承载力分析,并探讨斜拉索索力、拱肋初始缺陷、拱肋材料强度及横撑刚度等参数对其极限承载力的影响。(4)分别应用反应谱方法和动态时程分析方法,在不同方向地震激励输入下,对湘潭市湘江四大桥的抗震性能进行分析。

关键词：斜拉拱桥静力分析极限承载力抗震

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斜拉拱桥横向稳定性研究

斜拉拱桥横向稳定性研究

作者：艾永明长安大学

学位级别：硕士

斜拉拱桥是一种新型的组合桥梁结构形式,它结合了斜拉桥与拱桥的优点,不但造型美观,而且结构受力合理。斜拉拱桥由于拉索的作用,增加了结构整体刚度,使斜拉拱桥的跨度相比一般拱桥有了很大提高,使得斜拉拱桥的横向稳定问题更加突出。论... 详细信息

斜拉拱桥是一种新型的组合桥梁结构形式,它结合了斜拉桥与拱桥的优点,不但造型美观,而且结构受力合理。斜拉拱桥由于拉索的作用,增加了结构整体刚度,使斜拉拱桥的跨度相比一般拱桥有了很大提高,使得斜拉拱桥的横向稳定问题更加突出。论文首先在圆弧拱侧倾临界荷载的经典理论基础上,采用能量法,推导了索—拱结构侧倾临界荷载的计算公式,发现由于拉索作用而大大提高了拱的横向稳定性。其次,在给定简化的基础上,推导了下承式圆弧线双肋斜拉拱桥横向稳定临界荷载的实用计算方法,得出了在保向力和非保向力作用下,斜拉拱桥横向稳定临界荷载与各个结构参数变化的关系,掌握了各结构参数对结构横向稳定性的影响程度。最后,为了弥补解析法中位移函数假设上的缺陷所造成的计算偏差,应用空间有限元程序进行数值分析,分别就拉索索力及布置形式、拱轴线形、矢跨比、边界条件、拱肋刚度及内倾角、宽跨比、横撑刚度及布置形式、桥面系刚度及联结形式等结构参数对斜拉拱横向稳定性的影响进行了系统的分析,并给出了这些参数的取值建议。此外,基于工程实际,阐述了斜拉拱在大跨度拱桥施工中的应用。

关键词：斜拉拱桥横向稳定性参数分析最优内倾角

斜拉拱桥模型试验模态分析及拉索对模态参数影响研究

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斜拉拱桥模型试验模态分析及拉索对模态参数影响研究

作者：苏德沛湖南大学

学位级别：硕士

斜拉拱桥是以斜拉桥和拱桥为基础的新型组合桥,它的整体结构力学性能特别是动力性能非常复杂。而动力性能是进行桥梁结构振动响应、抗震和抗风稳定性分析的基础,是桥梁结构动力学问题的重要内容。对于如此复杂的新型结构,仅仅根据理论... 详细信息

斜拉拱桥是以斜拉桥和拱桥为基础的新型组合桥,它的整体结构力学性能特别是动力性能非常复杂。而动力性能是进行桥梁结构振动响应、抗震和抗风稳定性分析的基础,是桥梁结构动力学问题的重要内容。对于如此复杂的新型结构,仅仅根据理论研究是不够的,必须在理论研究的同时,通过试验研究来验证理论的正确性。不仅如此,识别出系统的模态参数,还可以为结构的损伤识别和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。本论文在此背景下对斜拉拱桥模型进行了试验模态分析,主要做了以下工作:(1)利用相似理论分析了湘潭湘江四桥模型的动力相似准则,利用模态分析理论得出各模态参数的相似比,进一步探讨了实际模型在近似满足动力相似下的相似关系,得到了理想与实际两种条件下各模态参数的相似比值。然后用有限元软件ANSYS按照相似比的不同分别建立三种模型:实桥,理想模型,实际模型。算得它们的模态参数和相似比值,验证前述模态参数相似关系的正确性。(2)按照试验模态分析的步骤,选择合适的激振方式和传感器并对系统进行校准后,用模态分离技术激振、变时基方式采样,得到各个测点的时程信号。对FFT变换得到的频域信号进行传递函数估计,然后用频域法拟合出系统的模态参数。(3)对传递函数进行逆傅立叶变换(IFFT),得到脉冲响应函数,用时域方法特征系统实现算法(ERA)编制程序XLGQ-ERA计算出模态参数,并与频域法得到的模态频率做比较验证。用模态判定准则(MAC)对振型进行模型验证。(4)按8种工况分别做试验模态分析:改变拉索索力,研究索力变化对结构模态参数的影响;依次减少拉索根数,直到全部拉索去掉,研究拉索有无和拉索密疏对模态参数影响。并根据拉索对模态参数的影响,提出了建议。

关键词：斜拉拱桥模型试验试验模态分析模态参数识别拉索

多维地震激励作用下大跨度斜拉拱桥的随机响应

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公路交通科技 2008年第2期25卷 69-72,78页

作者：赵跃宇彭河星王连华湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 济南市市政工程设计研究院有限责任公司山东济南250002

以一种新颖钢管混凝土拱桥-斜拉钢管混凝土拱组合桥为研究对象,通过建立空间结构有限元模型,利用子空间迭代法得到结构的自振特性,并运用随机响应理论分别对该桥在纵向激励、纵+竖向激励、纵+横向激励、纵+竖+横向激励等4种工况作用下... 详细信息

以一种新颖钢管混凝土拱桥-斜拉钢管混凝土拱组合桥为研究对象,通过建立空间结构有限元模型,利用子空间迭代法得到结构的自振特性,并运用随机响应理论分别对该桥在纵向激励、纵+竖向激励、纵+横向激励、纵+竖+横向激励等4种工况作用下的地震响应与相同跨径的中承式钢管混凝土拱桥进行了对比分析。分析结果表明,地震横向激励对斜拉拱桥的响应特性有较大的影响,在多维随机地震激励作用下,由于斜拉索的存在使得斜拉拱桥的横向抗震性能优于相同跨径的中承式钢管混凝土拱桥,这为大跨度斜拉拱桥的抗震设计和研究提供了理论依据。

关键词：桥梁工程斜拉拱桥有限元模型随机响应自振特性