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超大跨度斜拉桥几何非线性精细化分析

中国公路学报 2007年第2期20卷 57-62页

作者：梁鹏肖汝诚孙斌长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室陕西西安710064 同济大学桥梁工程系上海200092

基于几何非线性分析的CR列式全量法,采用悬链线索单元模拟斜拉索,分析主跨为1 088 m的苏通大桥施工过程几何非线性影响。研究结果表明:该方法具有很高的精度和效率;经典的几何非线性分析方法引起的恒载应力相对误差在10%以内,主梁成桥... 详细信息

基于几何非线性分析的CR列式全量法,采用悬链线索单元模拟斜拉索,分析主跨为1 088 m的苏通大桥施工过程几何非线性影响。研究结果表明:该方法具有很高的精度和效率;经典的几何非线性分析方法引起的恒载应力相对误差在10%以内,主梁成桥标高相差超过0.5 m;对于张拉工况,经典方法增加荷载步数并不能提高其计算精度。建议超大跨度斜拉桥施工控制时采用精细化的分析方法。

关键词：桥梁工程超大跨度斜拉桥 CR列式几何非线性悬链线索单元

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超大跨度斜拉桥的横向约束体系

中国公路学报 2007年第2期20卷 63-67页

作者：叶爱君范立础同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

为了确定超大跨度斜拉桥的合理横向抗震约束体系,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、梁横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系和减隔震体系(流体黏滞阻尼器连接体系)对超大跨度斜拉桥地震反应的影... 详细信息

为了确定超大跨度斜拉桥的合理横向抗震约束体系,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、梁横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系和减隔震体系(流体黏滞阻尼器连接体系)对超大跨度斜拉桥地震反应的影响,重点研究了阻尼器的合理设置方式及阻尼器参数。结果表明:对于超大跨度斜拉桥,横向滑动体系和全限位体系均不是理想的抗震体系;而在边墩、梁之间设置横向流体黏滞阻尼器可以显著减小边墩的横向内力以及梁端的横向位移,流体黏滞阻尼器应分散设置在各边墩上。

关键词：桥梁工程超大跨度斜拉桥非线性时程分析方法横向约束体系隔震流体黏滞阻尼器

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超大跨度斜拉桥的地震位移控制

土木工程学报 2004年第12期37卷 38-43页

作者：叶爱君胡世德范立础同济大学土木工程防史国家重点实验室

对于千米级的超大跨度斜拉桥 ,一般要求塔柱在强震下基本保持弹性 ,因此往往选择隔震体系 (全飘浮或支承 )来减小地震反应。但是采用隔震体系的超大跨度斜拉桥在强震下会产生很大的梁端位移 ,必须加以控制才能保证整个结构的抗震安全性... 详细信息

对于千米级的超大跨度斜拉桥 ,一般要求塔柱在强震下基本保持弹性 ,因此往往选择隔震体系 (全飘浮或支承 )来减小地震反应。但是采用隔震体系的超大跨度斜拉桥在强震下会产生很大的梁端位移 ,必须加以控制才能保证整个结构的抗震安全性。本文从地震位移控制的机理出发 ,探讨了控制地震位移的方法、具体的装置及参数选择 ,最后介绍了超大跨度斜拉桥地震位移控制的实例。实例分析表明 ,只要合理选取参数 ,在塔、梁间设置弹性连接装置或阻尼器均能有效地控制梁端的地震位移 ,但阻尼器的效果更为理想。

关键词：超大跨度斜拉桥隔震体系位移控制弹性连接装置阻尼器

大攻角下超大跨度斜拉桥颤振性能节段模型风洞试验

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中国公路学报 2019年第10期32卷 67-74页

作者：朱青陈文天朱乐东崔译文同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学桥梁工程系上海200092 同济大学桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室上海200092

为了研究一座1400m跨径流线型闭口箱梁断面斜拉桥的颤振性能,根据其风致静力失稳或颤振前主梁最大有效风攻角已接近±10°的特点,通过弹簧悬挂节段模型试验,开展了大攻角下桥梁颤振性能研究。试验发现,在4°~10°风攻角下,高风速时模型... 详细信息

为了研究一座1400m跨径流线型闭口箱梁断面斜拉桥的颤振性能,根据其风致静力失稳或颤振前主梁最大有效风攻角已接近±10°的特点,通过弹簧悬挂节段模型试验,开展了大攻角下桥梁颤振性能研究。试验发现,在4°~10°风攻角下,高风速时模型均出现了弯扭耦合程度较弱的自限幅非线性颤振现象;而在其他攻角下,高风速时模型则表现为常规的发散型弯扭耦合颤振。研究发现,经典的线性颤振理论无法适用于研究试验中大攻角下出现的非线性颤振现象。因此,采用了一种简化的非线性半经验数学模型来表示非线性颤振中的自激扭矩,并从试验模型颤振位移时程中识别得到了模型参数。基于这一非线性自激力模型,通过试验测得的位移信号来构造自激扭矩时程,再利用自激扭矩的做功时程来识别各个气动参数。之后,利用其中的部分气动参数构造气动阻尼,并基于结构阻尼系数与气动线性阻尼系数之和为零的判断条件,提出了一种针对非线性颤振现象的临界风速确定方法,同时将线性和非线性颤振的起振判断条件进行了很好的统一。研究结果表明,利用这一方法求得的颤振临界风速与风洞试验中出现的现象基本吻合。

关键词：桥梁工程颤振临界风速节段模型风洞试验超大跨度斜拉桥非线性自激力大攻角

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超大跨度斜拉桥合理抗震结构体系研究

浙江工业大学学报 2017年第2期45卷 230-236页

作者：张新军许江江浙江工业大学建筑工程学院浙江杭州310014

为研究超大跨度斜拉桥的抗震性能,以主跨1 400m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... 详细信息

为研究超大跨度斜拉桥的抗震性能,以主跨1 400m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.

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

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超大跨度斜拉桥空气静力和动力稳定性研究

中国工程科学 2014年第3期16卷 50-58,63页

作者：张新军孙海凌浙江工业大学杭州310014

随着斜拉桥跨度的持续增长,结构更趋于轻柔,风作用下的结构稳定性已成为超千米主跨斜拉桥设计和研究的重要问题。采用大跨度桥梁三维非线性空气静力和动力稳定性分析方法,对1 400 m主跨的超大跨度斜拉桥进行了空气静力和动力稳定性分析... 详细信息

随着斜拉桥跨度的持续增长,结构更趋于轻柔,风作用下的结构稳定性已成为超千米主跨斜拉桥设计和研究的重要问题。采用大跨度桥梁三维非线性空气静力和动力稳定性分析方法,对1 400 m主跨的超大跨度斜拉桥进行了空气静力和动力稳定性分析,并与同等主跨的悬索桥进行对比,从抗风性能角度探讨了斜拉桥在超千米主跨桥梁中的适用性。在此基础上,分别就主梁的高度和宽度、桥塔结构型式、桥塔高跨比、边主跨比、辅助墩设置、斜拉索锚固方式等结构设计参数对超大跨度斜拉桥空气静力和动力稳定性的影响进行了分析,指出了关键的设计参数及其合理取值。结果表明:与同等主跨的悬索桥相比,斜拉桥的结构刚度更大,空气静力和动力稳定性更好,适宜采用于超千米主跨的大跨度桥梁;超大跨度斜拉桥在增大主梁高度、减小梁宽、采用倒Y形桥塔并增大塔高、减小边跨长度、边跨设置辅助墩以及部分斜拉索地锚等情况下,都可以获得比较好的空气静力和动力稳定性。

关键词：超大跨度斜拉桥空气静力稳定性空气动力稳定性设计参数

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附加阻尼器对超大跨度斜拉桥的减震效果

同济大学学报（自然科学版） 2006年第7期34卷 859-863页

作者：叶爱君范立础同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

基于流体粘滞阻尼器自身的力学特性,分析了附加流体粘滞阻尼器对超大跨度斜拉桥的减震效果,着重分析了阻尼器参数、输入地震动特性(加速度峰值和频谱特性)对减震效果的影响.结果表明,流体粘滞阻尼器能显著地减小梁端纵向位移,减震效果... 详细信息

基于流体粘滞阻尼器自身的力学特性,分析了附加流体粘滞阻尼器对超大跨度斜拉桥的减震效果,着重分析了阻尼器参数、输入地震动特性(加速度峰值和频谱特性)对减震效果的影响.结果表明,流体粘滞阻尼器能显著地减小梁端纵向位移,减震效果取决于阻尼器参数,并对地震动特性很敏感.

关键词：超大跨度斜拉桥流体粘滞阻尼器减震效果

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超大跨度斜拉桥的结构体系及抗震性能研究

超大跨度斜拉桥的结构体系及抗震性能研究

作者：徐江江浙江工业大学

学位级别：硕士

为适应跨海连岛桥梁工程建设的需要,斜拉桥跨径将继续增大,结构更趋柔性。地震作用下的结构安全性已成为影响其设计和建设的关键问题。论文针对主跨1400m的超大跨度斜拉桥设计方案,对其地震作用下的结构反应及其设计参数影响进行系统的... 详细信息

为适应跨海连岛桥梁工程建设的需要,斜拉桥跨径将继续增大,结构更趋柔性。地震作用下的结构安全性已成为影响其设计和建设的关键问题。论文针对主跨1400m的超大跨度斜拉桥设计方案,对其地震作用下的结构反应及其设计参数影响进行系统的分析和研究,揭示超大跨度斜拉桥地震反应的特点,并指出其关键设计参数及其合理取值。研究的成果对超大跨度斜拉桥的抗震设计具有良好的理论意义和工程参考应用价值。论文首先采用MIDAS/Civil有限元分析软件,建立主跨为1400m斜拉桥的三维有限元模型,对其动力特性进行分析。其次,分别采用反应谱法与时程分析法对该桥在E1和E2地震作用下的结构反应进行分析,揭示超大跨度斜拉桥地震响应的特点以及结构非线性对其地震反应的影响,并与同等跨径的悬索桥和斜拉-悬吊协作体系桥的动力特性和地震反应进行对比分析。最后,通过改变主梁刚度、桥塔结构形式、桥塔高度、边主跨比、辅助墩设置、斜拉索锚固方式等主要设计参数建立对比方案桥,分别对其动力特性和地震反应进行分析和比较,提出了关键的设计参数及其合理取值。研究结果表明:1)超大跨度斜拉桥在纵向和横向地震作用下桥塔和主梁的地震反应显著,结构非线性对其地震反应影响明显,宜采用时程分析法准确地预测结构的抗震性能。2)与同等跨度的悬索桥和斜拉-悬吊协作体系桥相比,斜拉桥结构刚度大,地震反应明显增大。3)超大跨度斜拉桥在增加主梁高度和宽度、采用A型桥塔并减少主塔高度、缩短边跨长度并设置辅助墩、部分斜拉索采用地锚等情况下,可以获得较好的抗震性能。

关键词：超大跨度斜拉桥动力特性抗震性能设计参数

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超大跨度斜拉桥空气静力稳定性研究

浙江工业大学学报 2014年第2期42卷 182-189页

作者：张新军虞周均孙海凌浙江工业大学建筑工程学院浙江杭州310014

空气静力稳定性(也称静风稳定性)是主跨超千米的超大跨度斜拉桥设计和研究的重要问题.采用三维非线性空气静力稳定性分析方法,对1 400m主跨的超大跨度斜拉桥进行了空气静力稳定性分析,并与同等主跨悬索桥的空气静力稳定性进行比较.在此... 详细信息

空气静力稳定性(也称静风稳定性)是主跨超千米的超大跨度斜拉桥设计和研究的重要问题.采用三维非线性空气静力稳定性分析方法,对1 400m主跨的超大跨度斜拉桥进行了空气静力稳定性分析,并与同等主跨悬索桥的空气静力稳定性进行比较.在此基础上,分别就主梁的高度和宽度、桥塔结构型式、桥塔高跨比、边主跨比、辅助墩设置、拉索锚固方式等结构设计参数对超大跨度斜拉桥空气静力稳定性的影响进行了分析,并指出了关键的设计参数及其合理取值.结果表明:与同等主跨的悬索桥相比,斜拉桥的结构刚度更大,空气静力稳定性更好,适宜采用于超千米跨度的大跨度桥梁.超大跨度斜拉桥在增大主梁的高度和宽度、采用倒Y形桥塔并增大塔高、减小边跨长度、边跨设置辅助墩以及部分斜拉索地锚等情况下,都可以获得比较好的空气静力稳定性.

关键词：超大跨度斜拉桥空气静力稳定性设计参数