大跨径桥梁动力特性分析研究
摘要:内蒙古某特大桥为主跨150米的预应力混凝土高桥墩连续刚构桥，位于峡谷出口处，风速较大。文章利用有限元方法建立其模型，模拟桥梁的施工过程。研究其结构动力学特性和风荷载作用下的应力和变形，为桥梁施工和控制提供参考。
关键词:桥梁；风荷载；有限元
1概述
内蒙古某特大桥是一座预应力混凝土变截面连续刚构桥。桥梁全长327m，主跨150m，跨径组合为(85+150+85)m，箱梁高度从距墩中心4.75m处到跨中合拢段处按二次抛物线变化,如图1所示。
图1 大桥布置图
主梁采用单箱单室变截面预应力混凝土箱梁，桥面宽度26.0m，单幅箱梁顶面宽12.5m,底面宽6.5m，翼缘宽3.o m。顶面设1.5%的单向横坡。腹板厚度从跨中0.40m渐变至墩顶处的0.80m；底板厚度从跨中0.32m渐变至墩梁固结处的1.20m；顶板厚度0.28m渐变至墩顶处的0.40m。主桥桥墩采用双壁墩，主墩最大高度45m，左右两幅桥采用整体式承台。
上部结构采用挂篮悬臂浇注施工：箱梁与主墩固结形成两个ｔ构，每个t构分20个施工节段，采用挂篮悬臂现浇法分段对称、独立施工。全桥合拢顺序为：①两边跨合拢；②中跨合拢；③二期恒载，以此顺序进行施工。其施工过程见图2。
图2 桥梁施工过程图
1、节段模型设计参数初步估算 主梁自重：2*<0.0283426*7.85+0.508297*2.5）=2.986 T/m 横梁自重：3.4*<0.0195508*7.85+0.185889*2.5）/5=0.420 T/m 二期恒载<桥面玻璃板、护栏、玻璃夹具与托架、人行道抗滑橡胶层以及其它拼接附属件）集度：0.713T/m 合计：0.713+2.986+0.420=4.119T/m 假定悬索桥一阶竖等效模态质量与主梁物理质量一致，那么等效质量约为：4.119T/m 以实桥节段长度L=30.8m、缩尺比为1/20制作刚性节段模型，那么模型的长宽比为30.8/6=5.13，其它模型参数的取值如表1所示： 表1 节段模型设计参数估算值 参数名称单位实桥值相似比模型值 主梁长度m301:20 1.54 主梁宽度m61:200.3 主梁高度m0.601:200.03 等效质量kg/m41191:20210.3 依此计算，缩尺节段模型的控制质量为1.54*10.3=15.9kg。 2. 全桥结构动力特性分析 利用ANSYS 建立峡谷人行桥成桥模型，其中：主梁及桥梁均采用梁单元模拟，吊杆及主缆采用链杆单元模拟，桥面板及其它二期恒载仅计入结构自重且没有任何刚度贡献。
对上述有限元模型进行动力特性分析，表2及图1-图11分别列出了模型前10阶振型，表2则列出了与节段模型风洞实验相关的主要振型、频率及等效质量参数。通过判断,第1阶模态变形以侧弯为主,故选取了具有同样对称性的第3、8阶自振频率作为竖弯、扭转频率。 表2 人行桥前10阶振型
图1 人行桥有限元模型 图2 人行桥第1阶振型
桥梁桩基抗震动力特性分析验算 摘要：模拟地震作用下，桥梁的桩土相互作用机理，从而对桩基进行抗震分析与抗震验算。应用有限单元程序MIDAS/Civil与XTRACT软件分别建立有限元模型及桩基的弯矩与曲率关系，模拟地震作用时，桩基的动力特性反应，并检验是否满足设计与规范要求。 关键词：桥梁桩基抗震动力特性 桩基础在公路、铁路和城市桥梁工程建设中被普遍采用。其抗震性能作为桥梁整体结构抗震中最重要的一项，对提高结构抗震性能，减轻震害有着重要的影响。对桩基动态特性进行分析时，考虑桩土相互作用，根据m法对桩基土弹簧进行模拟，得出地震力作用下桩基础的水平力、弯矩以及剪力。另外根据桩基的实际尺寸、配筋以及实际受力等状态拟定出桩基的弯矩与曲率关系图，计算出构件的承载值。从而与地震作用下的荷载对照，对桩基抗震进行精确的分析与验算。 1、工程概述 巢湖市跨后河河口大桥上部结构为（42.5+69.48+42.5）m变截面连续梁，由中间单箱双室梁及两侧单箱单室梁组成。支座采用GXP盆式支座，下部结构桥墩和桩基础采用C30混凝土，普通钢筋采用R235和HRB335钢筋。1号、2号墩桩基长35m，直径1.3m。地基土层从上之下有，粉质粘土层，细砂层，卵石层、漂卵石层以及强分化千枚岩层。 2、有限元模型分析与验算 2.1 结构抗震模型前处理 全桥的各构件共有1700个单元，1703个节点构成。盆式橡胶支座考虑初始刚度影响，依据规范《公路桥梁抗震细则JTG B02-01-2008》6.3.7条计算和取值，采用弹性连接模拟。桩土相互作用用土弹簧模拟，忽略阻尼和刚度特性的影响。根据地基土层特性，通过“m”法计算桩基节点弹性支撑的顺桥向刚度与横桥向刚度。 巢湖市地震基本烈度为Ⅶ度，地震反谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度值为0.10g，模态叠加时采用CQC法。建立地震反应谱曲线E1、E2，对结构进行反应谱分析。 2.2结构抗震模型后处理 （1）荷载标准：永久作用包括自重与二期恒载，偶然作用包括7度烈度E1和E2地震作用下加速度反应谱。荷载组合如下：
桥梁设计创新 一、创新的思路 创新就是桥梁发展的动力,就是桥梁建筑艺术的灵魂,没有创新的艺术犹如一潭死水,没有一点活力,日复一日,终究会越来越腐朽。同时,创新也必须以实践为基础,也需要用理论来指导。作为设计人员,如何在设计中寻求创新,同时在创新的同时也能实现结构的合理呢? 1、设计人员应具有创新的意识,必须意识到创新的重要性与必要性。同时应具有创新的能力,掌握一定的创新技巧,要勇于突破定势思维,打破传统观念与经验的束缚,充分发挥主观能动性与想象力,不迷 信权威,发展广泛的兴趣。创造力并不就是在任何情况下都能自发地表现出来的,必须通过创新的素质教育与训练才能获得开发与提高。 2、设计人员应以本专业的基础知识为核心,建立起创造发明的“游击区”。使专业基础知识与其她知识相互渗透,共同结合成一个网络式整体结构。还应开发智能因素,包括培养精确的观察力,提高记忆力,培养注意力、想象力与操作能力。除了创造力之外,创造性人才还应具备创造精神与创造人格。创造精神主要包括有好奇心、探究兴趣、求知欲、对新事物的敏感、对真知的执着追求,勇于发现、发明、革新,有开拓进取、百折不挠的精神,这就是一个人创造的灵魂与动力;创造人格主要包括创造责任感、使命感、事业心、执着的爱、顽强的意志与毅力,能经受挫折、失败的良好心态,以及坚韧顽强的性格,这就是创造出成果的根本保证。 3、桥梁设计中的创新必须以结构受力合理为基础,以满足功能要
求为前提。力就是创新应考虑的主导因素。因此,设计人员应掌握好力学知识,桥梁结构必须能明确反应力流,使力的传递途径一目了然。 4、由于美学具有相对性,人类审美观念就是会发生变化的,桥梁美学设计实践应与人们不断变化的美学观念同步,创新不能脱离人类审美观念。桥梁设计人员应该对人们美学观念的变化具有敏锐的洞察力,美学观念的变化就是微妙的,因此应不断以新的眼光观察这些微妙的变化,不能墨守成规,从这些微妙的变化中预测出美学观念的发展趋势,作为未来设计创新的依据。 5、要努力推进新材料与新工艺的发展,不断改进力学分析方法,提高分析技能、分析速度与准确度,在掌握好力学知识与分析手段的前提下,运用各种创新手段,充分发挥人的想象力与创造力,争取不断 创造出结构更合理、更先进、更美观的桥梁形式以适应不断变化的美学观念。最后,还要注意总结前人的设计经验与教训,“前事不忘,后事之师”,学习前人并不就是照抄照搬别人的劳动成果,也不就是纯粹学习已经过时的结构形式,而就是学习前辈在当时历史条件下的创新精神与创新方法。 二、创新的基本技法 1、组合法 组合法,就是一种以综合分析为基础,并按照一定的原理或规则对现有事物或系统进行有效的综合,从而获得新事物、新系统的创造方法。 组合法的内在原理很复杂,形式也多种多样。组合法在具体应用
基于桥梁结构动力特性评估的有限元仿真研究摘要：以坐落在俄罗斯符拉迪沃斯托克市人行天桥为例，利用笔算和有限元建模的方法对人行天桥进行动力特性计算，对比结果发现以笔算的形式已经无法满足对结构较复杂的中型桥梁的设计 要求，所以在设计较为复杂的中型桥梁时采用有限元仿真的方法是重要的和非常有效手段之一，其建模与分析方法对设计人员具有一定的参考价值。 关键词：有限元模型；动力参数；自振周期；共振 abstract: based on footbridge constructed in vladivostok of russia, the dynamic characteristics of footbridge are studied in this paper. the dynamic characteristics are studied by method of written calculation and finite –element model. compared the results written calculation in from has been unable to meet the design of requirement for the structures of more complex. so construction finite –element model is effective and important method. the result of this paper has certain theoretical meaning and application value in engineering practice. key words：finite-element model;dynamic characteristics;period of vibrate;period of vibrate;resonance
三跨连续梁桥动力特性分析 第一章在桥梁设计中，动力特性的研究尤为重要。对动力特性进行分析与研究最主要的原因是为了避免共振。本文通过比较惯性矩变化导致的刚度分配变化和跨径布置对多跨变截面连续梁桥自振特性的影响，并运用有限元软件对三跨连续梁桥进行动力特性分析，得出三跨连续梁桥的自振频率的变化规律，从而为冲击系数的合理取值提供依据。 1.1多跨连续梁桥的跨径布置 连续梁桥分为等截面连续梁桥和变截面连续梁桥。 等截面连续梁桥可以选用等跨布置和不等跨径布置两种布置方式。等跨布置的跨径大小主要取决于分孔是否经济和施工技术条件等。当桥梁按照等跨径布置会使标准跨径较大时，为了减少边跨的正弯矩，将边跨跨径取小于中跨的结构布置，即不等跨布置，一般边跨与中跨跨长之比在0. 6-0. 8之间，边跨与中跨跨长之比简称边中跨比。 当连续梁桥主跨的跨径接近或者大于70m时，若主梁仍然釆用等截面的布置方式，在恒载和活载作用时，将会出现主梁支点截面的负弯矩比跨中截面的正弯矩大很多。为了使受力更加合理和建造更加经济，此时，釆用变截面连续梁桥的设计，不仅更加经济，也使受力更加符合要求，高度变化和内力变化基本相适应。对于跨径，变截面连续梁桥立面一般采用不等跨径布置。对于三跨以上的连续梁桥，除边跨之外，其余中间跨一般采用等跨径布置以方便施工。对于多于两跨的连续梁桥，其跨径比一般为0. 6-0. 8左右。当釆用箱形截面的三跨连续梁桥时, 该比值甚至可减少至0. 5-0.7,当接近0.618时，桥跨变化会显得平顺、流畅, 较为美观。此时，连续箱梁的梁高宜采用变高度设汁，其底曲线采用折线（釆用折线形截面布置可使构造简单、施工方便）、二次抛物线和介于折线与二次抛物线之间的1. 5-1. 8次抛物线的设计形式，从而使底曲线变化规律与连续梁弯矩变化规律基本接近。 1.2分析动力特性的原因 所谓动力特性是指自振周期（自振频率）、振型、阻尼比三个主要方面。分析与研究动力特性的首要原因是为了了解自振频率及振型以在桥梁设计时避开共振。历
模拟环境对塔玛悬索桥动力特性的影响 摘要 为了达到结构健康监测的目的，结构在环境因素的影响下，去理解、模拟和补充环境变化对结构动力特性的影响是极其重要的。本文中，已经研究了从英国塔玛悬索桥中测得的加速度值，这些加速度值是用数据激励随机子空间系统识别方法处理的，并且用温度和风载对结构自振频率的影响进行了环境变量的模拟。本文应用了两种方法：1）基于有效识别环境效应所致的线性变化规律的主因子分析法(PCA) ；2）元模型法,这是一种通过多项式函数的组合变化来确定系统输入输出关系的纯数学方法。研究发现在所有环境因素中温度是影响桥梁自振频率最关键的因素。 引言 环境因素对土木结构自振频率的影响是导致结构健康监测技术只能应用于实验室而不能在实际工程结构中得到应用的主要原因。在实验室发展起来的损伤检测技术往往无法在具有实验室相同条件的现场发挥作用；作为衡量破坏敏感性的特征参数也通常对工作环境引起的结构动力反应变化很敏感，而这种情况在实验室是不会出现的。这一方面的研究在过去的几年中得到了很大的关注，处理这个问题的方法在Sohn的关于工作环境对结构健康监测的影响一文中有很好的阐述。 本文研究了环境因素对塔玛悬索桥自振频率的影响，尤其是温度和风速的影响。以前主要集中在温度变化对桥梁模态频率相关性的研究上，事实上，温度被认为是环境因素中对模态特性影响最主要的因素。进一步的研究已经转移到了风载对大跨度桥梁的影响。尤其是发现了日本的白鸟（Hakucho）悬索桥的自振频率随着风速的增加而降低，在此过程中没有考虑温度的影响。在文献[6]中对大跨悬索桥的重型车辆荷载的影响进行了研究,发现车辆荷载对大跨度桥梁的自振频率影响很小或者没有。 在本项研究中诸如交通荷载和湿度等环境因素被忽略，认为本论文所讨论的桥梁不会受到交通荷载的影响，由于桥址的原因，也认为湿度不作为考虑的因素。这篇文章的目的主要是确定促使所观察到的引起桥面日常自由振动的主要因素。 塔玛悬索桥 塔玛大桥（如图1）是一座跨度为643m的大跨度悬索桥，它跨越塔玛河，将康沃尔郡（Wornwall）的索尔塔什（Saltash）市与德文郡（Devon）的普利茅斯（Plymouth）连接在一起。自1961年建成后它成为两个地区的一个至关重要的交通纽带。这座桥具有对称几何形状的常规设计，主跨为335m，两个边跨为114m。钢筋混凝土主塔高达73m,采用沉井基础并直达岩面。主缆直径为350mm，每根主缆由31根钢丝捻成，并设置间距为9.1m的垂直钢索。加劲桁架为5.5米厚，由焊接的空腹箱梁组成。在2001年，按照欧盟指示对这座桥进行了加强和扩宽。尤其是采用了18根直径为100mm的预应力钢索对原来的悬索体系进行了补强，原来复合型的主桥面板被一个三车道的正交各向异性钢板代替，在桁架的每侧加上了单车道悬臂梁。 现在对塔玛悬索桥布置了几种监测系统。2007年菲尔德大学（the University of Sheffield）的振动工程科开始监测桥面板和缆索的动力响应。这个监测系统包括8个缆索
文章编号:100926825(2009)2620311202 直桥与弯桥动力特性对比分析 收稿日期:2009204230 作者简介:梅志军(19772),男,工程师,中国瑞林工程技术有限公司,广东深圳 518032 李 爽(19782),女,工程师,中国瑞林工程技术有限公司,广东深圳 518032吴 浪(19812),男,硕士,工程师,华东交通大学理工学院,江西南昌 330001 梅志军 李爽 吴浪 摘 要:针对直桥与弯桥的动力力学性能,采用大型通用有限元软件ANSYS 分别对直线桥,连续弯桥,墩梁固结弯桥建立空间模型,并对其进行模态振型,频率分析,阐述了直、弯桥在动力力学性能上的差异,指出弯桥整体性不如直线桥好。关键词:直桥,弯桥,动力特性,模态振型中图分类号:U441文献标识码:A 0 引言 近年来随着高等级公路的修建,由于城市立交桥建设的需 要,曲线梁桥成为现代交通工程中的一种重要桥型。在公路及城市道路的立体交叉工程中,曲线梁桥是实现各方向交通连接的必要手段。由于弯桥设计比直线桥设计复杂[1],在弯桥设计时通常用折线桥来代替弯桥的设计,即弯桥的设计有一定的近似性[2]。文章就直、弯桥的动力力学性能[3]进行对比分析,为弯桥设计提供一定参考依据。 1 直、弯桥动力计算分析 采用大型通用有限元分析软件ANSYS [5]分别对直线桥、连 续弯桥、墩梁固结弯桥建立空间模型,并对其进行模态振型、频率分析。 1.1 直线桥分析 1)文中采用一上部结构为(18+3×22+18)m 的五跨连续箱 梁桥,两个车道,桥宽为8.5m ,下部结构为柱式墩台的直线桥为计算模型。其计算模型见图1。 2)直桥模态振型分析。由直桥的各阶模态振型可以得出,直桥的各阶振型均为整体模态振型(见图2～图5)。说明直桥一般不会发生局部失稳的现象。 1.2 小半径连续弯桥动力分析 1)为与前面直线桥的结果进行对比分析,文中弯桥采用一位于R =75m 的平曲线中,上部结构为(18+3×22+18)m 的五跨 连续箱梁桥,两个车道,桥宽为8.5m ,下部结构为柱式墩台为计算模型。其几何模型见图6。 1)使用插入式振捣器,移动间距控制在振捣器作用半径的1.5倍以内,与侧模保持50mm ～100mm 的距离;插入下层混凝土50mm ～100mm 。 2)振捣器振捣遵循“快插慢拔”的原则,每一处振动完毕后要边振动边徐徐提出振动棒;要避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。 3)许多技术规范对混凝土搅拌、浇筑和振捣所花费的时间都有一定的时间限制,但在实际的箱梁混凝土施工的所有工序中,是没有固定的时限的,因为确切的时间取决于混凝土硬化的程度,而硬化的速度又取决于混凝土拌和的稠度、温度及是否用了缓凝剂。 5.2 振动是否密实的判别方法 1)混凝土停止下沉,不再冒出气泡,表面呈现平坦、泛浆。 2)有时声音会成为有效的参考因素。当插入振动棒时,通常 声音频率会降低,而当声音变得稳定时,则表明混凝土中没有滞留空气。 6 混凝土的养护 混凝土浇筑完成后,立即覆盖清洁的塑料薄膜,初凝后撤去薄膜,用浸湿的破麻布覆盖,经常洒水养护。普通混凝土洒水养护不能少于7d ,掺加早强剂的混凝土洒水养护不能少于14d 。 7 结语 在大跨度预应力高强度早强混凝土施工中,配合比的选择、混凝土振捣技术是整个箱梁施工最关键的技术,涉及的环节较多,每个环节控制的好坏都直接影响到内在和外在质量。通过实践证明,混凝土施工后,5d 强度达到90%,28d 强度达到125%,满足设计要求,预应力张拉完成后,没有局部裂缝、起拱、压坏的现象。总之,上塘高架路大跨度预应力高强度早强混凝土施工不论在工期控制、内外观质量、经济效益上都取得了较好的效果。参考文献:[1] 王兵屯.浅析混凝土质量控制[J ].山西建筑,2008,34(5): 2442245. Prestressed high strength and early strength concrete quality control of the large span bridge YANG De 2jun Abstract :The author mainly introduces the construction technology and quality control measures of the large span bridge prestressed high strength and early strength concrete quality control on links of preparation ,grouting ,vibrating and maintenance ,points out that the pre 2stressed high strength and early strength concrete gets better effect on the project control ,internal and external appearance quality and econom 2ical benefit ,thus accumulating experiences for similar project. K ey w ords :large span bridge ,prestressed high strength and early strength concrete ,construction ,quality ,control ? 113? 第35卷第26期2009年9月 山西建筑SHANXI ARCHITECTURE Vol.35No.26Sep. 2009
桥梁结构检测与鉴定
桥梁结构检测与鉴定 学号： 姓名： 专业： 20年月日
桥梁结构检测与鉴定 一、桥梁结果检测与鉴定概述 1.1我国公路桥梁现状 截至2008年底，我国共有公路桥梁59万座，其中混凝土结构桥梁占90%以上，已成为世界在用桥梁的大国。但随时间的增长，桥梁耐久性、安全性降低，我国公路路网有3万余座危桥急需加固改造，桥梁维修加固与养护管理面临诸多的世界性难题，是国内外桥梁界研究的热点。而在我国公路桥梁中大部分主要分布在技术标准低、通行能力差的县乡公路上，设计荷载标准大多为汽—13、拖—60或汽—15、挂—80，其中还有相当一部分桥梁的荷载标准仅为汽—10,履带—50，甚至低于汽车—10级。桥梁长期在自然环境（大气腐蚀、温度、湿度变化）和使用环境（荷载作用与频率的增加、材料与结构的疲劳）的作用下，总会逐渐产生损坏现象，这是一个不可逆转的过程。我国早期建造的桥梁大量使用钢筋混凝土结构，这些桥梁现已运营20~40年，大多混凝土桥梁将步入老化期，这些桥梁处于一种带病、超负荷工作状态。桥梁承载能力低、通行能力差是我国公路路网通行能力低的一个重要影响因素。如何对桥梁实际状态做出评估，确切评定其承载能力，以便采用科学合理的经济适用方法进行加固、加宽等的技术改造，改善其适应度，提高公路路网通行能力，这是我国公路管养部门今后相当长的一段时期内所面临的一大紧迫任务。 1.2保证桥梁运营安全的对策 开展桥梁检测、评定与维修加固，是保证桥梁安全服役，保证路网畅通的重要举措。多年来国内很多专家学者在这一技术领域开展了比较系统的研究，主要技术内容围绕：1、桥梁状况与使用功能评价；2、耐久性状况与承载能力评定；3、维修加固；4、试验检测技术及其关键设备 二、桥梁检测工作程序及项目 目前桥梁养护管理制度下，我国桥梁检查的分类按照检查的范围、深度、方式和检查结果的用途等的不同，大致可归纳为下列三类：1、经常检查（巡视检查、日常检查）；2、定期检查；3、特殊检查。
桥梁设计基本知识 1．桥梁编制项目方案并撰写报告按结构体系分类，可分为哪几类？主要特点如何？ 答：桥梁按主要构件受力可分为梁式桥、拱式桥、悬索桥、刚架桥、组合体系桥五大类。 主要特点： 梁式桥：主要承重构件为梁（板），受力特点为：主梁受弯，在竖向荷载作用下无水平反力。 拱式桥：主要承重结构是拱肋，受力特点为：在竖向荷载作用下拱肋承压、支承处有水平推力。 悬索桥：悬索桥又称吊桥，主要承重结构是悬挂在两塔架上的强大的柔性缆索。受力特点为：竖向荷载从梁经过系杆传递到缆索，再到两端锚锭。 刚架桥：刚架桥是一种桥跨结构和墩、台结构整体相连的桥梁，支柱与主梁共同受力。受力特点为：支柱与主梁刚性连接，在竖向荷载作用下，在主梁端部产生负弯矩，减少了跨中截面正弯矩，而支柱不仅提供竖向力还承受弯矩。 组合体系桥：由几个不同受力体系的结构所组成，互相联系，共同受力。 1）斜拉桥 斜拉桥是拉索和梁的组合。梁、索、塔为主要承重构件，受力特点为：竖向荷载从梁传递到拉索，再到索塔。 2）系杆拱桥 系杆拱桥是拱和梁的组合。拱、吊杆、梁为主要承重构件，受力特点为：竖向荷载从梁传递到吊杆，再到拱。 2．桥梁按其长度和跨径分类，可分为哪几类？ 答：按桥梁的长度和跨径分类，可分为特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞。划分标准见表1-1所列。 桥梁涵洞分类表 表1-1
注： 1 单孔跨径系指标准跨径。 2 梁式桥板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长；拱式桥为两岸桥台内起拱线间的距离；其他形式桥梁为桥面系车道长度。 3 标准跨径：梁式桥、板式桥以两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前缘间距为准；拱式桥和涵洞以净跨径为准。 3．桥梁按桥梁桥面位置、主要承重结构所用的材料、跨越方式、施工方法等方面如何进行分类？ 答：除了上述分类方法外，还可将桥梁桥面位置、主要承重结构所用的材料、跨越方式、施工方法等方面来进行分类： （1）按上部结构的行车位置分为上承式桥、下承式桥、中承式桥。桥面布置在主要承重结构之上者称为上承式桥，桥面布置在桥跨结构高度中间的称为中承式桥，桥面布置在承重结构之下的称为下承式桥。 （2）按主要承重结构所用的材料来划分，有木桥、钢桥、圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥和预应力钢筋混凝土桥。 （3）按使用年限分类，可分为永久性桥梁、临时性桥等。 （4）按使用条件分类，可分高水位桥、低水位桥、开启桥、浮桥、漫水桥等。 4．桥梁一般由哪几个部分组成？ 答：桥梁一般由以下几个部分组成： （1）上部结构(或称桥跨结构) 包括承重结构和桥面系，是路线遇到障碍(如河流、山谷等)而中断时，跨越障碍的建筑物。它的作用是承受车辆荷载，并通过支座将荷载传给墩台。 （2）下部结构 包括桥墩、桥台，是支承上部结构的建筑物。它的作用是支承上部结构，并将结构重力和车辆荷载传给地基；桥台还与路堤衔接，抵御路堤的土压力。 （3）附属结构
桥梁设计的动力特性分析 摘要：本文以某大跨度独斜塔斜拉桥为例，应用通用有限元程序对整桥建立空间有限元模型，计算其动力特性，并结合其他同类型桥梁的理论计算和试验结果，分析了该类型桥梁的动力特性。 一、斜拉桥的结构型式 斜拉桥由桥塔、斜拉索、加劲梁等主要部件组成，作用在桥面上的荷载通过斜拉索传至桥塔，继而传至地基，因而力流明确。从力学角度，斜拉桥的桥面可视为由斜拉索弹性支承连续梁，每根斜拉索拉力的竖向分量为其提供竖向支承，水平分量在梁体内产生巨大预压力，所以斜拉索可视作体外预应力筋。斜拉桥基本体系按力学性能可分： l、飘浮体系在塔、墩固结时，采用这种体系能减少混凝土徐变影响，并可抗震消能，因此地震烈度较高地区可采用该体系，以提高结构固有周期。为形成纵向能摆动的飘浮体系，拉索在立面布置应为辐射形或扇形。通常为减小塔根处梁无索区的正弯矩，可在塔下设置竖直索（又称零号索），使得梁在该处有一弹性支承点，或在塔的下横梁设置竖向支座，以形成半飘浮体系，如南京长江二桥南汉斜拉桥就采用半飘浮体系。为阻止飘浮体系产生过大纵向位移，可采用纵向弹性约束：在主塔两侧设置一端固定在主塔下横梁、另一端固定在主梁上的弹性拉索。这种支承方式首次用于日本名港西大桥，白沙洲长江大桥、芜湖长江大桥也采用了这种支承方式对主梁纵向位移进行适当约束。
2、支承体系在塔、梁固结时。桥塔处主梁下设置支座将形成全支承体系，这时支座承载能力应十分强大，一般仅用于小跨径斜拉桥。对于大跨度斜拉桥，由于上部结构反力过大，支座构造复杂，制作困难，且动力特性欠佳，不利于抗震、抗风，故不宜采用。 3、塔、梁、墩固结体系采用这种体系，能克服上述大吨位支座的制造困难并提供稳定的施工条件，宜用于独塔斜拉桥的设计。但其动力性能差，在窄桥情况下尤其严重。为克服体系温度应力影响，双塔情况下，通常在中跨设挂孔或铰，但不利于养护及行车舒适性。在边孔高度不大及不影响通航情况下，布置辅助墩对改善结构受力状态、增加施工期安全均十分有利，并可大大提高全桥刚度。辅助墩位置由跨中挠度影响线确定，同时亦要兼顾索距及施工需要，辅助墩数量应综合考虑技术需要以及全桥整体经济效益。 二、斜拉桥有限元模型的建立及其动力特性 1、主桥设计概况 该桥为双塔斜拉桥，墩、塔、梁固结，跨径组成为150+300+l50m.其中15om边跨、30Om主跨梁均为预应力混凝土箱梁。桥塔采用塔高132m。边跨混凝土箱梁侧、主跨箱梁侧均为双索面。 主梁采用预应力混凝土结构，混凝土强度为C60级；主梁高3.500m，双向横坡2%，总宽30m，顶板厚30m，横隔板间距3.00m、2.50m，横隔板板厚14cm（索处）、12cm（非拉索处）、16cm（支座处）。斜拉桥混凝土箱梁：主梁采用边箱分离式混凝土箱梁，混凝土强度为C60级。
《弹塑性力学与有限元》课程作业主跨1500m斜拉桥设计 2015年1月
目录 1.有限元模型建立 ................................................................................................................. - 3 - 1.1单元介绍.................................................................................................................... - 3 - 1,2边界条件设定........................................................................................................... - 4 - 1,3有限元模型图........................................................................................................... - 4 - 2、成桥状态恒载分析结果 ................................................................................................ - 5 - 2.1荷载作用下全桥位移云图分析........................................................................... - 5 - 2.2恒载作用下结构支反力......................................................................................... - 8 - 3、桥梁动力特性计算 ....................................................................................................... - 17 - 3.1成桥状态10阶模态及频率计算....................................................................... - 17 - 3.2成桥状态等效质量计算....................................................................................... - 18 - 3.3振型图 ...................................................................................................................... - 19 -
浅析桥梁设计的创新 摘要：创新是桥梁设计的灵魂，是推动桥梁事业蓬勃发展的原动力。好的桥梁设计构思不仅需要想象力与创新，而且需要建筑美学与工程力学的有机结合，创新必须以结构合理为前提。本文主要介绍了创新构思在桥梁建筑创作中的应用。 关键字：创新构思、应用、桥梁设计 一、创新的思路 创新是桥梁发展的动力，是桥梁建筑艺术的灵魂，没有创新的艺术犹如一潭死水，没有一点活力，日复一日，终究会越来越腐朽。同时，创新也必须以实践为基础，也需要用理论来指导。作为设计人员，如何在设计中寻求创新，同时在创新的同时也能实现结构的合理呢? 1、设计人员应具有创新的意识，必须意识到创新的重要性和必要性。同时应具有创新的能力，掌握一定的创新技巧，要勇于突破定势思维，打破传统观念和经验的束缚，充分发挥主观能动性和想象力，不迷信权威，发展广泛的兴趣。创造力并不是在任何情况下都能自发地表现出来的，必须通过创新的素质教育和训练才能获得开发和提高。 2、设计人员应以本专业的基础知识为核心，建立起创造发明的“游击区”。使专业基础知识与其他知识相互渗透，共同结合成一个网络式整体结构。还应开发智能因素，包括培养精确的观察力，提高记忆力，培养注意力、想象力和操作能力。除了创造力之外，创造性人才还应具备创造精神和创造人格。创造精神主要包括有好奇心、探究兴趣、求知欲、对新事物的敏感、对真知的执着追求，勇于发现、发明、革新，有开拓进取、百折不挠的精神，这是一个人创造的灵魂和动力;创造人格主要包括创造责任感、使命感、事业心、执着的爱、顽强的意志和毅力，能经受挫折、失败的良好心态，以及坚韧顽强的性格，这是创造出成果的根本保证。 3、桥梁设计中的创新必须以结构受力合理为基础，以满足功能要求为前提。力是创新应考虑的主导因素。因此，设计人员应掌握好力学知识，桥梁结构必须能明确反应力流，使力的传递途径一目了然。 4、由于美学具有相对性，人类审美观念是会发生变化的，桥梁美学设计实践应与人们不断变化的美学观念同步，创新不能脱离人类审美观念。桥梁设计人员应该对人们美学观念的变化具有敏锐的洞察力，美学观念的变化是微妙的，因此应不断以新的眼光观察这些微妙的变化，不能墨守成规，从这些微妙的变化中预测出美学观念的发展趋势，作为未来设计创新的依据。 5、要努力推进新材料与新工艺的发展，不断改进力学分析方法，提高分析
浙江大学桥梁与隧道专业研究生学位课程《桥梁设计理论》 二00二年九月
目录 第一讲概述 (1) 第二讲薄壁箱形梁的结构与受力特点 (2) 第三讲薄壁箱形梁的弯曲 (6) 第四讲薄壁箱梁剪力滞的变分解法 (20) 第五讲薄壁箱形梁的自由扭转 (38) 第六讲薄壁箱形梁的约束扭转 (56) 第七讲薄壁箱形梁的组合扭转 (72) 第八讲薄壁箱形梁的畸变 (87) 第九讲曲线梁桥计算理论 (105) 第十讲斜桥计算理论 (113)
第一讲 概 述 本课程是桥隧专业硕士研究生的专业课，它是在本科《桥梁工程》的基础上对内容进行深化，着重介绍一些设计公式和规范条文的理论依据。使研究生能从原理上和从问题的本质上去认识桥梁结构的受力特性和性能，为今后从事桥梁工程研究工作打下基础，并掌握基本的研究方法。 《桥梁工程》的重点是简支梁桥，计算理论是以横向分布为基础，形式以空心板梁和梁为重点，其中横向分布概念的引入，将桥梁空间结构问题简化为平面问题，极大地简化了梁桥的计算。但是该方法在其他体系的桥梁如连续梁桥、悬臂梁桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥及拱桥等，应用很不成功。其主要原因是这些体系的桥梁的主梁常采用箱形截面。 在利用横向分布技术处理箱形梁计算时，通常将箱梁腹板近似看作等截面的梁肋，按修正偏压法求出活载作用下边腹板的荷载分配系数，再乘以腹板总数，得到箱梁截面活载内力增大系数ξ，然后求得箱梁内力p g M M M ξ+=[姚玲森《桥梁工程》P .198]，这种方法有 时会引起很大的误差，因为箱梁是一种闭合截面，看作等截面梁肋的做法，是将闭合截面处理成开口截面，与实际不符。因此，本课程将研究箱梁计算理论，包括箱梁的弯曲、扭转、畸变等方面设计计算分析方法。 《桥梁工程》中介绍了斜桥的受力特点，但并没有讨论其计算理论，还有随着城市高速路的发展，立交桥日益增多，为增添城市景观，使桥梁服从线路的平面布置和提高交通枢纽的使用功能，曲线桥梁应运而生，因此，本课程将斜、弯桥列入。 针对我校本科教学的特点，钢筋混凝土尤其是预应力混凝土桥梁计算理论是薄弱点，本课程也将这部分内容列入。